JPH01210189A - Matching tool for laser-beam projector - Google Patents
Matching tool for laser-beam projectorInfo
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- JPH01210189A JPH01210189A JP63262662A JP26266288A JPH01210189A JP H01210189 A JPH01210189 A JP H01210189A JP 63262662 A JP63262662 A JP 63262662A JP 26266288 A JP26266288 A JP 26266288A JP H01210189 A JPH01210189 A JP H01210189A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、少なくとも１つの回転ジヨイントを有しかつ
１つ以上の回転自在なレーザー光学系を持つレーザービ
ーム発射装置において使用される工具に関し、特にレー
ザー・ビーム発射装置の回転ジヨイントにおけるレーザ
ー・ビームの角度および方位の両位置の整合に際し使用
される改良された工具に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a tool used in a laser beam emitting device having at least one rotation joint and one or more rotatable laser optical systems, More particularly, the present invention relates to an improved tool for use in aligning both the angular and azimuthal position of a laser beam at a rotating joint of a laser beam emitting device.
（従来の技術および解決しようとする課題）色々な製造
、裁断、整形、検査および他の製造ならびに関連作業を
行なうためレーザー装置を使用することは、世界中にお
いて色々な産業においてますます非常に大きな好評を得
つつある。BACKGROUND OF THE INVENTION The use of laser equipment to perform various manufacturing, cutting, shaping, inspection and other manufacturing and related tasks is becoming increasingly popular in various industries throughout the world. It is gaining popularity.
レーザー装置のための多くの用途はレーザーを空間内の
特定の点または特定の対象物に送るためロボット等の如
きマニピュレータ装置を内蔵することが望ましい反復的
な製造作業を含むため、レーザー・ビームを可動レーザ
ー・ビーム発射装置の種々の部品に沿いあるいはこれを
通るように発射することがしばしば必要となる。Many applications for laser devices involve repetitive manufacturing operations where it is desirable to incorporate a manipulator device, such as a robot, to direct the laser beam to a specific point in space or to a specific object. It is often necessary to fire along or through various parts of a movable laser beam firing device.
このレーザー・ビーム発射装置は、１つ以上の回転関節
を持つロボット装置の如き動的なマニピュレータ装置″
の形態をとるものでよい。This laser beam emitting device is a dynamic manipulator device such as a robot device having one or more rotational joints.
It may take the form of
レーザー・ビームをレーザー・ビーム発射装置を通るよ
うに伝達することを達成するため、種々の可動および非
可動光学系構造物、ミラー・パッケージ等によりレーザ
ー・ビームを指向させることがしばしば必要である。レ
ーザー・ビーム発射装置が回転自在なレーザー光学系を
支持する１つ以上の回転ｒ’Ａｍを含む場合、このよう
なレーザー・ビームの色々な運動および角度の誤差は装
置に起因し得る。In order to accomplish transmitting a laser beam through a laser beam emitting device, it is often necessary to direct the laser beam by various movable and non-movable optical structures, mirror packages, and the like. If the laser beam emitting device includes one or more rotating r'Am supporting rotatable laser optics, various motion and angular errors of such laser beams can be attributed to the device.
レーザー・ビームの位置の誤差は、種々の電力レベル、
電力損失、低ビーム品質および色々なビームの位置の誤
差の原因となり得、これがその出力位置におけるレーザ
ーの効率の悪さおよび信頼性の低さをもたらす。このよ
うな非効率および位置の不正確さは、明らかに今日の要
求される用途において受入れられたい。その結果、レー
ザー・ビームが色々なレーザー・ビーム光学系、ミラー
・パッケージ等によりその発射装置を通って指向される
時、レーザー・ビームの有効かつ正確な発射において、
レーザー・ビームの運動および角度の誤差を最小限度に
抑えることが重要となる。The error in the position of the laser beam varies with different power levels,
It can cause power loss, poor beam quality and errors in the position of the various beams, which leads to inefficiency and unreliability of the laser at its output position. Such inefficiencies and positional inaccuracies are clearly acceptable in today's demanding applications. As a result, in effective and accurate firing of the laser beam when the laser beam is directed through the firing device by various laser beam optics, mirror packages, etc.
It is important to minimize laser beam motion and angular errors.
レーザー・ビームの発射経路に沿った偏差を補正するた
め当業界において使用されてきた１つの方法は、レーザ
ー・ビーム発射装置の一部の端部をその片側に描くか食
刻した１組の交差十字線を持つ散乱装置により覆うこと
である。その後、レーザー・ビーム発射装置の適当な光
学系が交差十字線にレーザー・ビームを適当に集中させ
るよう調整されるが、この十字線はレーザー・ビーム発
射装置の特定の部分の中心に置かれることが望ましい。One method that has been used in the industry to compensate for deviations along the laser beam firing path is to use a set of intersections drawn or etched on one side of the end of a portion of the laser beam firing device. It is covered by a scattering device with crosshairs. Appropriate optics of the laser beam emitter are then adjusted to properly focus the laser beam on the intersecting crosshairs, which crosshairs must be centered on a particular portion of the laser beam emitter. is desirable.
この手法は一般にレーザー・ビームを発射装置内部で心
出しするため用いることができるが、その精度は信頼性
が低く、レーザー・ビームの角度の偏差の補正には有効
でない。更に、この手法は、このようなレーザー・ビー
ム発射装置がレーザー・ビームを内部を通るよう案内す
る１つ以上の回転関節および１つ以上の回転自在なレー
ザー光学系またはミラー・パッケージを有する用途にお
いては取入れるには非常に不便となる。Although this technique can generally be used to center the laser beam within the launcher, its accuracy is unreliable and it is not effective in correcting angular deviations of the laser beam. Additionally, this approach is useful in applications where such a laser beam emitting device has one or more rotational joints and one or more rotatable laser optics or mirror packages for guiding the laser beam therethrough. is very inconvenient to implement.
米国カルフォルニア州サン・ホ″セ市の５ｐｅｃｌ：ｒ
ａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社によれば、レーザー・ビーム発射
装置の可動関節におけるレーザー・ビームの回転誤差を
補正するための整合用具もまた作られている。しかし、
この５ｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社の用具は、レー
ザー・ビーム発射装置を分解して再び組立て中に整合を
行なうことを必要とした。5pecl:r in San Jose City, California, USA
Alignment tools have also been made by a-Physics to correct rotational errors of the laser beam at the movable joints of the laser beam emitting device. but,
This 5pectra-Physics tool required disassembly of the laser beam emitting device and alignment during reassembly.
特に、この ５ｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社の用具
は、レーザー・ビームを受取り平行化レンズからその焦
点距離だけ隔てられスクリーン上の一点にビームを規準
化した集束レンズを含むものであった。このように、ビ
ームの角度誤差はレンズの規準化効果により切離され、
どんな角度誤差もスクリーン上のビームの運動を監視し
てレーザー光学系に対し適当な調整を行なうことにより
、レーザー・ビームから無くなるように調整することが
できる。しかし、この５ｐｅｃ ｔｒａ−Ｐｈｙｓ ｉ
ｃｓ社の用具は、大型であり専らビームの角度誤差の排
除に限られ、かつ整合操作を行なうためにレーザー・ビ
ーム発射装置の分解を必要とする点で使用が難しかった
。Specifically, the 5pectra-Physics tool included a focusing lens that received the laser beam and was separated by its focal length from the collimating lens to normalize the beam to a point on the screen. In this way, the angular error of the beam is separated by the normalizing effect of the lens,
Any angular errors can be adjusted out of the laser beam by monitoring the movement of the beam on the screen and making appropriate adjustments to the laser optics. However, this 5pec tra-Phys i
The CS tool was difficult to use because it was large, limited to eliminating beam angle errors, and required disassembly of the laser beam emitting device to perform alignment operations.
レーザー測定装置は、Ｍ、 ｔｌａｍａｒの１９８４年
１１月２０日発行の米国特許第４，４８３，６１８号に
おいて示されている。しかしこのｌｌａｍａｒの測定装
置は、別の予め定めた物理的地点に対する接近できない
物理的地点の位置を正確に決定する目的のため、このさ
もなければ接近できない地点に検出装置の虚像を置くた
め複数のミラーを使用する。A laser measurement device is shown in US Pat. No. 4,483,618, issued Nov. 20, 1984, to M. tlamar. However, this llamar measurement device uses a plurality of sensors to place a virtual image of the detection device at this otherwise inaccessible point for the purpose of precisely determining the location of an inaccessible physical point with respect to another predetermined physical point. Use a mirror.
このように、本装置は、機械のある部品における一点を
位置決めするか、あるいは位置の目盛における一点を位
置決めするような距離の測定のための装置に関して記述
されている。その結果、１１ａｍａｒの米国特許第４，
４８３，６１８号は、１つの回転関節および１つ以上の
回転自在なレーザー光学系を含むレーザー・ビーム発射
装置の角度および運動の位置を整合する問題に対処し得
ない。同様に、１９８６年１月２８日発行のＭ、 ｌｌ
ａｍａｒの米国特許第４，５６６．２０２号は、用具の
機械的軸心周囲に回転自在な部分を整合するため用いら
れるレーザー光源を有する用具について記載している。The device is thus described in terms of a device for measuring distances, such as locating a point on a part of a machine or locating a point on a position scale. As a result, 11amar's U.S. Pat.
No. 483,618 fails to address the problem of aligning the angular and motion position of a laser beam emitting device that includes one revolute joint and one or more rotatable laser optics. Similarly, M, ll published January 28, 1986
US Pat. No. 4,566.202 to Amar describes a tool having a laser light source used to align a rotatable portion about a mechanical axis of the tool.
このレーザー装置もまた、レーザー・ビーム発射装置に
おけるレーザー・ビームの角度および運動の両位置を整
合するための整合具の必要に対処し得ない。This laser device also does not address the need for alignment tools to align both the angular and motion positions of the laser beam in the laser beam emitting device.
その結果、これまで当業界においては、比較的構造が簡
単で、扱いが容易で、コンパクトなレーザー・ビームの
角度および運動の両位置の誤差の充分な整合を行なうレ
ーザー整合具は使用できなかった。１９８６年ｌＯ月２
１日発行のＧ、 Ｍｕｌｌｅｒ等の米国特許第４，６１
８，７５９号は、処理または測定用装置において使用さ
れるレーザーの偏りおよび角度の誤差を補償するための
装置について記載している。しかし、このＭｕｌｌｅｒ
等の米国特許に記載されたビーム位置制御装置は、全体
的に静止状態のレーザー装置と関連する誤差を決定して
補償するよう設計され、ビームの結反を常に監視するた
め特定の機械に恒久的に使用されるよう設計されている
。従って、このＭｕｔｔｅｒ等の装［δは、関節を設け
たレーザー・ビーム発射装置の回転関節におけるレーザ
ー・ビームの位置の誤差を整合するだめの携帯可能な用
具において使用するのには適さない。As a result, to date, the industry has not been able to use a laser alignment tool that is relatively simple in construction, easy to handle, and compact and provides sufficient alignment of both angular and motion positional errors in the laser beam. . 1986 lO month 2
U.S. Patent No. 4,61 of G. Muller et al., issued on the 1st.
No. 8,759 describes an apparatus for compensating for deviation and angular errors in lasers used in processing or measurement equipment. However, this Muller
The beam position control system described in the U.S. Pat. is designed to be used. Therefore, the Mutter et al. device is not suitable for use in a portable tool for aligning laser beam position errors at the rotary joint of an articulated laser beam emitting device.
従って、レーザーによる整合方法は色々な可動レーザー
・ビーム発射装置においてますます厳しさが増しつつあ
るが、これまでは、発射装置の主要部分を分解すること
なく容易に使用できかつ携帯自在で広範囲の発射装置に
使用することができる発射装置の回転関節におけるレー
ザー・ビームの角度と運動の両位置の整合のための用具
は存在しなかった。従来技術の整合具は、運動または角
度のどちらかの整合に限定され、回転自在なレーザー光
学系を含む用途においては使用し難く非実用的であり、
然るべく携帯自在ではなく、あるいは色々な発射装置に
対して使用できるものではなく、または発射装置の主要
部分の分解および再組立てを必要とした。Therefore, laser alignment methods are becoming more and more demanding for various movable laser beam emitting devices, but until now, there have been only a few methods that can be easily used without disassembling the main parts of the emitting device, are portable, and can be used over a wide range. There has been no tool available for the launcher for aligning both the angular and kinematic position of the laser beam at the launcher's revolute joint. Prior art alignment tools are limited to either motion or angular alignment, making them difficult and impractical for applications involving rotatable laser optics;
They were not quite portable or usable with a variety of launchers, or required disassembly and reassembly of major parts of the launcher.
本発明の一目的は、これまで当業界において入手できた
レーザー整合用具および装置の上記の諸問題および短所
を取除くことにある。One object of the present invention is to obviate the above-mentioned problems and shortcomings of laser alignment tools and devices hitherto available in the art.
本発明の別の目的は、レーザー・ビームの角度および運
動の両位置を整合する際使用される改善された用具の提
供にある。Another object of the present invention is to provide an improved tool for use in aligning both the angular and motion positions of laser beams.
木発明の更に別の目的は、１つ以上の回転自在なレーザ
ー光学系を備えたレーザー・ビーム発射装置の回転関節
におけるレーザー・ビームの角度および運動の両位置の
整合において使用される用具の提供にある。Yet another object of the invention is to provide a tool for use in aligning both the angular and kinetic positions of a laser beam in a revolute joint of a laser beam emitting device having one or more rotatable laser optics. It is in.
また本発明の目的は、広範囲のレーザー・ビーム発射装
置に適用でき、かつレーザー・ビーム発射装置の実質的
な分解をせずに整合操作において使用することができる
用具の提供にある。It is also an object of the present invention to provide a tool that is applicable to a wide range of laser beam emitting devices and that can be used in alignment operations without substantial disassembly of the laser beam emitting device.
木発明の一特質によれば、１つ以上の回転自在なレーザ
ー光学系を備えたレーザー・ビーム発射装置の回転関節
におけるレーザー・ビームの角度および運動の両位置を
整合する際使用される改善された用具が提供される。こ
の用具は、レーザー・ビームの軸心に沿ってレーザー・
ビーム発射装置の回転関節および用具シャシ−に対して
指向されたレーザー・ビームを受取る用具シャシ−を含
む。この用具は更に、常に回転自在な部分に取付けられ
る回転自在なレーザー光学系の代りに、整合されるべき
レーザー・ビーム発射装置の回転関節の回転部に用具シ
ャシ−を取付けるための構造部を含む。このように、用
具シャシ−は関節において回転させることができる。本
用具は更に、この用具の回転中２次元の座標系に対して
受取られたレーザー・ビームを監視するための位置のモ
ニターと、受取られたビームの運動の偏差がビームの集
束された部分から取除かれるように、受取られたビーム
の少なくとも一部を集束するレーザー・ビーム集束レン
ズとを含む。位置のモニターと関連して、受取られたレ
ーザー・ビームの角度の方向は、集束レンズを通った時
隔離されて監視することができ、また受取られたビーム
の運動の位置は集束レンズにより集束されなかった時監
視することができる。このように、レーザー・ビームに
おけるび運動および角度の両方の誤差を決定することが
できる。According to one aspect of the invention, an improved method for use in aligning both the angular and kinematic position of a laser beam at a revolute joint of a laser beam emitting device having one or more rotatable laser optics is provided. equipment will be provided. This tool allows the laser to move along the axis of the laser beam.
It includes a rotating joint of the beam emitting device and a tool chassis that receives a laser beam directed thereto. The tool further includes a structure for mounting the tool chassis on the rotary part of the rotary joint of the laser beam emitting device to be aligned, instead of the rotatable laser optics always being mounted on the rotatable part. . In this way, the implement chassis can be rotated at the articulation. The tool further includes a position monitor for monitoring the received laser beam relative to a two-dimensional coordinate system during rotation of the tool and for determining deviations in motion of the received beam from the focused portion of the beam. and a laser beam focusing lens for focusing at least a portion of the received beam. In conjunction with position monitoring, the angular direction of the received laser beam can be monitored in isolation as it passes through the focusing lens, and the motion position of the received beam can be monitored while being focused by the focusing lens. You can monitor when something is not working. In this way, both motion and angular errors in the laser beam can be determined.
本明細書は本発明を特に指摘し明確に請求する請求の範
囲により規定するものであるが、図面に関して以降の記
述からよりよく理解されると考えられる。While this specification defines the invention by the claims which particularly point out and distinctly claim the invention, it will be better understood from the following description in conjunction with the drawings.
各図において同じ番号が同じ要素を示す図面について詳
細にみると、第１図は本発明の整合用具ＩＯの望ましい
実施態様を示している。第２図乃至第５図は第１図の整
合用具ｌＯの更に詳細を示し、第６図はレーザー・ビー
ム発射装置１２の回転自在な関節＋６ｂに取付けられた
時の整合用具１０を示している。整合用具１０は、用具
シャシ−２０（シャシ−壁面２２ａ −ｄからなる）と
、シャシ−２０の一端部に取付けられた支持装置２３（
板２３として示される）と、その反対側端部に取付けら
れたカバー３１とからなる如くに示されている。Referring to the drawings in detail, in which like numbers refer to like elements in each figure, FIG. 1 shows a preferred embodiment of the alignment tool IO of the present invention. 2 to 5 show further details of the alignment tool 10 of FIG. 1, and FIG. 6 shows the alignment tool 10 when attached to the rotatable joint +6b of the laser beam emitting device 12. . The alignment tool 10 includes a tool chassis 20 (consisting of chassis walls 22a to 22d) and a support device 23 (attached to one end of the chassis 20).
(shown as plate 23) and a cover 31 attached to its opposite end.
シャシ−壁面２２ａ −ｄは、対をなす対向状に配置さ
れた側壁面として単なる事例として図面に示されている
。シャシ−２０は、望ましくは図示の如く押出し成形さ
れた一体の矩形状構造部であるか、あるいはいくつかの
部分から形成されどんな外形でも特徴とし得る。Chassis walls 22a-d are shown in the drawings by way of example only as a pair of oppositely disposed side walls. Chassis 20 may be a unitary rectangular structure, preferably extruded as shown, or may be formed from several sections and feature any contour.
第３図の端面図に最もよく示されるように、支持装置２
３は、レーザー・ビームの軸心（第６図に示されるレー
ザー・ビーム１５およびレーザー・ビーム軸心Ａ参照）
に沿ってレーザー・ビーム発射装置１２の開口２１およ
び回転関節１６ｂまで指向されたレーザー・ビームの進
入を可能にする、開口２１により示される如くレーザー
・ビームを受取るための装置を含む。第３図および第４
図に示されるニュートラル・デンシティ・フィルタ５３
の如き１つ以上のフィルタ装置の使用により、用具ｌＯ
に入るレーザー・ビームの強さを減衰させることが望ま
しい。ニュートラル・デンシティ・フィルタ５３は、フ
ィルタ支持部５４内のビームの軸心Ａおよび開口２１内
に嵌合されたフィルタ埋め子５５に対して僅かな角度で
取付けられるように示されている。フィルタ埋め子５５
は更に、レーザー・ビームの妨げのない内部通過を許容
する比較的大きな口径５５ａを有する。ビームの軸心Ａ
に対するフィルタ５３の直角でない位置関係の子は、レ
ーザー・ビームの反射が適正なレーザー・ビームの作用
と干渉しかつレーザー光源自体を破損するおそれがある
ため、フィルタがビームの大部分をその光源に対して戻
すよう反射しないことを保証することが重要である。As best shown in the end view of FIG.
3 is the laser beam axis (see laser beam 15 and laser beam axis A shown in Figure 6)
It includes a device for receiving the laser beam as indicated by the aperture 21, allowing the entry of the directed laser beam along the aperture 21 of the laser beam emitting device 12 and the revolute joint 16b. Figures 3 and 4
Neutral density filter 53 shown in the figure
The use of one or more filter devices such as
It is desirable to attenuate the intensity of the laser beam entering the laser beam. Neutral density filter 53 is shown mounted at a slight angle to beam axis A in filter support 54 and filter insert 55 fitted within aperture 21 . Filter filler 55
further has a relatively large aperture 55a to allow unimpeded passage of the laser beam therein. Beam axis A
The non-perpendicular position of the filter 53 with respect to the laser beam causes the filter to direct most of the beam to the source, since reflections of the laser beam can interfere with proper laser beam operation and damage the laser source itself. It is important to ensure that there are no reflections back to the surface.
フィルタ支持部５４は、清掃、保守等のためこのフィル
タの取外しを容易にするためフィルタ埋め子５５内に螺
合されることが望ましいと考えられる。用具１０内のフ
ィルタの正確な位置は重要ではなく、必要に応じて変更
できることを知るべきである。It is considered desirable that the filter support 54 be threaded into the filter insert 55 to facilitate removal of the filter for cleaning, maintenance, etc. It should be noted that the exact location of the filter within device 10 is not critical and can be changed as desired.
レーザー・ビーム１５は、これにより用具シャシ−２０
によりビームの軸心Ａに沿って開口２１を通るように収
受され、その後同じ軸心Ａに沿ワてシャシ−２０内部に
取付けられた集束レンズ・パッケージ４０を通るよう存
続する。第１図に最もよく示されるように、集束レンズ
・パッケージ４０は、１本以上のボルト（例えば、元押
えねし５７）によりシャシ−２０内に取付けられること
が望ましい。集束レンズ・パッケージ４０は、レンズ・
ホルダー４２内に保持されたビーム集束レンズ４１を有
し、前記ホルダーは更にレンズ・マウント４３内部に螺
合されている。レンズ・マウント４３は、１本以上の位
置決めピン４５によりシャシ−内に配置されることが望
ましい。The laser beam 15 is thereby directed to the tool chassis 20.
The beam is received along axis A through the aperture 21 and then continues along the same axis A through a focusing lens package 40 mounted inside the chassis 20. As best shown in FIG. 1, focusing lens package 40 is preferably mounted within chassis 20 by one or more bolts (eg, retainer 57). The focusing lens package 40 includes a lens.
It has a beam focusing lens 41 held within a holder 42 which is further threaded inside a lens mount 43. Lens mount 43 is preferably positioned within the chassis by one or more locating pins 45.
レンズ・ホルダー４２は、レーザー・ビーム軸心Ａに沿
ってレンズ４１を合焦させる制限された長手方向の調整
機能を与えるため、レンズ・マウント４３内部に螺合さ
れることが望ましい。以下において更に詳細に論述する
ように、このような調整により監視装置またはスクリー
ン２４に対するレーザー・ビームの適正な合焦を行なう
ことを保証する。Lens holder 42 is preferably threaded within lens mount 43 to provide limited longitudinal adjustment for focusing lens 41 along laser beam axis A. As discussed in more detail below, such adjustments ensure proper focusing of the laser beam onto the monitoring device or screen 24.
一旦集束レンズ４１が適正に配置されると、この所要位
置を維持するためレンズ・マウントの止めねじ４４を緊
締することができる。レンズ・ホルダー４２の前方部分
には、集束レンズ４１の調整のためレンズ・マウント４
３に対するレンズ・ホルダー４２の回転を容易にする複
数の穴Ｈが示されている。更に穴Ｈに対する容易な接近
を可能にするため、レンズ・マウント４３が穴Ｈへの接
近に干渉することなくシャシ−２０内にレンズ・マウン
ト４３を支持する略々Ｌ字形のブラケット（例えば、４
３ａ）を有することが望ましい。Once the focusing lens 41 is properly positioned, the lens mount set screw 44 can be tightened to maintain this desired position. A lens mount 4 is provided in the front part of the lens holder 42 for adjusting the focusing lens 41.
A plurality of holes H are shown to facilitate rotation of the lens holder 42 relative to the lens holder 42. Additionally, to allow easy access to hole H, a generally L-shaped bracket (e.g.,
It is desirable to have 3a).
レンズ・マウント４３は、ブラケット４３ａをシャシ−
壁面２２ｂへ係止する１本以上の元押えねじ５７により
シャシ−２０内に取付けられることが望ましい。レンズ
接近用カバー３３は、接近用開口３２を覆うため用いら
れ、接近カバー３３は、対向するように配置された元押
えねじ５１およびワッシャ５２により所定位置に保持さ
れる１対の斜めに配置され・た穴５０により取付けられ
る如くに示され、これらは反対側に置かれた元押えねじ
５１およびワッシャ５２によフて所定位置に保持される
。The lens mount 43 connects the bracket 43a to the chassis.
It is preferable that it be mounted within the chassis 20 by one or more retaining screws 57 that are engaged with the wall surface 22b. The lens access cover 33 is used to cover the access opening 32, and the access cover 33 has a pair of diagonally arranged retaining screws 51 and washers 52 that are arranged to face each other and are held in place. - shown as being mounted by holes 50, which are held in place by opposing retaining screws 51 and washers 52.
用具１０の外側からレンズ・パッケージ４０へ容易に接
近できるようにカバー３３を取外し自在に取付けるどん
な方法でも等しく用いることができる。Any method of removably attaching cover 33 to provide easy access to lens package 40 from outside tool 10 may equally be used.
レーザー・ビームの集束レンズ４１は、レーザー・ビー
ムが集束レンズを通過する時受取られたレーザー・ビー
ムの運動偏差が排除される、これにより受取られたレー
ザー・ビーム１５の角度の方位または位置が監視手段即
ちスクリーン２４上で切離されて監視されることを可能
にするように、受取られたレーザー・ビーム１５の少な
くとも一部を集束するため設けられている。レンズの軸
心に対し平行に集束レンズ４１に進入するレーザー・ビ
ームはこの軸心上の一点に集束されるが、このレンズ４
１の軸心に対しである角度でレンズに進入するどのビー
ムもこの軸心から外れた一点へ集束されることになる。The laser beam focusing lens 41 monitors the angular orientation or position of the received laser beam 15 so that motion deviations of the received laser beam are eliminated when the laser beam passes through the focusing lens. Provision is made to focus at least a portion of the received laser beam 15 so as to enable it to be separated and monitored on a means or screen 24. A laser beam entering the focusing lens 41 parallel to the axis of the lens is focused at a point on this axis;
Any beam entering the lens at an angle to one axis will be focused to a point off this axis.
このようなずれは、レンズ４１の焦点長さにレーザー・
ビームがレンズ４１に進入する角度の正弦を乗じたもの
に等しい。集束レンズ４１を監視装置２４からその焦点
長さの位置に適正に配置することにより、受取られたビ
ーム１５の偏差角度は切離して監視装置２４上で視認す
ることができる。この位置監視プロセスのこれ以上の詳
細については、以下に論述する。Such a shift causes the focal length of the lens 41 to
It is equal to the sine of the angle at which the beam enters lens 41 multiplied by the sine of the angle at which the beam enters lens 41. By properly positioning the focusing lens 41 at its focal length from the monitoring device 24, the deviation angle of the received beam 15 can be isolated and viewed on the monitoring device 24. Further details of this location monitoring process are discussed below.
集束レンズ４１はこれが受取フたビーム１５の少なくと
も一部を集束する作動位置と、受取ったビーム１５がそ
の軸心Ａに沿って未集束状態で存続する非作動位置との
間に移動できるようにすることが考えられる。これはま
た、別のニュートラル・デンシティ・フィルタ４７がレ
ンズ・ホルダー４２の下流側に取付けられるように示さ
れることを注意すべきである。このニュートラル・デン
シティ・フィルタ４７は純粋に任意のもので、その使用
法はレーザー・ビームの強さを更に減衰させることが要
求されるかどうかに依有することになろう。The focusing lens 41 is movable between an activated position in which it focuses at least a portion of the received beam 15 and an unactivated position in which the received beam 15 remains unfocused along its axis A. It is possible to do so. It should also be noted that another neutral density filter 47 is shown mounted downstream of the lens holder 42. This neutral density filter 47 is purely optional and its use will depend on whether further attenuation of the laser beam intensity is required.
集束レンズ４１がその作動位置または非作動位置にある
かどうかに拘らず、受取られたレーザー・ビーム１５は
、軸心Ａに沿って第１の折返しミラー６０に向って存続
する。第１の折返しミラー６０および第２の折返しミラ
ー７０は、本例において使用される特定の集束レンズ４
１の焦点長さを許容し得る有効長さを持つ用具１０の提
供を容易にするため用いられることに注意すべきである
。Regardless of whether the focusing lens 41 is in its activated or inactive position, the received laser beam 15 continues along the axis A towards the first folding mirror 60. The first folding mirror 60 and the second folding mirror 70 correspond to the specific focusing lens 4 used in this example.
It should be noted that a focal length of 1 is used to facilitate providing a tool 10 with an acceptable effective length.
この点から、この折返しミラー装置は、集束レンズ４１
の必要とされ−る焦点長さを許容しながら整合用具ＩＯ
の全長を最小限度に抑えるため使用される。望ましい構
成においては、集束レンズ４１の焦点長さは略々１ｍで
ある。この整合用具の積度を更に改善するため、より長
い焦点長さを持つ集束レンズを使用することができるこ
とを知るべきである（より小さな精度でよい場合にはよ
り短い焦点長さのレンズを用いることもできる）。用具
ｌＯ内部にレーザー・ビームの移動経路を折畳むことに
より、用具の全長を装置の精度を犠牲にすることなく最
小限度に抑えることができる。From this point of view, this folding mirror device has a focusing lens 41
alignment tool IO while allowing the required focal length of
is used to minimize the total length of the In a preferred configuration, the focal length of the focusing lens 41 is approximately 1 meter. It should be noted that to further improve the integration of this alignment tool, a focusing lens with a longer focal length can be used (a lens with a shorter focal length can be used if less precision is required). ). By folding the laser beam travel path inside the tool 10, the overall length of the tool can be minimized without sacrificing the accuracy of the device.
第１の折返しミラー６０は、歪み、不正度および裏面ミ
ラー等の使用による他の干渉の可能性を取除するため前
面ミラーであることが望ましい。The first folding mirror 60 is preferably a front mirror to eliminate the possibility of distortion, irregularities, and other interferences due to the use of back mirrors and the like.
ミラー６０はミラー支持ブロック６１により支持され、
複数本の位置決めピン６４により位置決めされることが
望ましい。ミラー支持ブロック６１は、１本以上の丸押
えねじ６２または類似の取付は手段によりシャシ−２０
およびシャシ−壁面２２に対して取付けられることが望
ましい。常にカバー板３５により覆われる接近用開口３
４を提供する等により、シャシ−の外側から折返しミラ
ー６０へ接近できるようにすることが望ましい。カバー
板３５は、１対の斜めに遠端部に配置された穴６５によ
り丸押えねじ６６およびワッシャ６７によって所定位置
に保持されることが望ましい。本文において論述する全
てのカバー板に当てはまることであるが、シャシ−２０
がプラスチック、アルミニウム等の軽量材料から作られ
るならば、良好な耐久性のある堅固な支持装置を提供す
るために斜め支持が望ましい。位置決めピン６４は、第
４図に示されるように受取られたビームを第２の折返し
ミラー７０に対して適正に指向させるように、ミラー６
０の正確な反復使用可能な設置を保証するため使用され
る。The mirror 60 is supported by a mirror support block 61,
Preferably, the positioning is performed using a plurality of positioning pins 64. The mirror support block 61 is secured to the chassis 20 by one or more round cap screws 62 or similar attachment means.
It is desirable that the housing be mounted to the chassis wall surface 22. Access opening 3 always covered by cover plate 35
It is desirable to be able to access the folding mirror 60 from outside the chassis, such as by providing a mirror 60. The cover plate 35 is preferably held in place by a pair of diagonally disposed holes 65 at the distal end by round cap screws 66 and washers 67. As is the case with all cover plates discussed in this text, chassis 20
If the support is made from lightweight materials such as plastic, aluminum, etc., diagonal support is desirable to provide a solid support with good durability. Locating pin 64 aligns mirror 6 to properly direct the received beam to second folding mirror 70 as shown in FIG.
Used to ensure accurate repeatable installation of 0.
第２の折返しミラー７０は、同様にミラー支持ブロック
７１上に取付けられ、複数本のピン７４により位置決め
される。第２の折返しミラー７０は、第１の折返しミラ
ー６０から反射されたレーザー・ビームを受止め、これ
を監視装置２４に向けて指向する。第２の折返しミラー
７０は、構造において第１の折返しミラー６０と略々同
じものである。必要に応じてどんな長さの焦点距離の集
束レンズ４１でも収容するために本文に述べるような折
返しミラーをいくつでも使用することができる。ミラー
支持ブロック月は、複数本のねじ７２およびワッシャ７
３によりシャシ−２０に対して同様に取付けられ、シャ
シ−２０の側面に形成された接近用開口３６が第２の折
返しミラー７０に対して同様に設けられ、カバー板３７
がねじを設けた１対の食違い穴７５、丸押えねじ７６お
よびワッシャ７７によって取付けられている。The second folding mirror 70 is similarly mounted on a mirror support block 71 and positioned by a plurality of pins 74. Second folding mirror 70 receives the laser beam reflected from first folding mirror 60 and directs it toward monitoring device 24 . The second folding mirror 70 is substantially the same as the first folding mirror 60 in structure. Any number of folding mirrors as described herein may be used to accommodate focusing lenses 41 of any length and focal length as desired. The mirror support block has multiple screws 72 and washers 7.
3 is similarly attached to the chassis 20, and an access opening 36 formed in the side surface of the chassis 20 is similarly provided to the second folding mirror 70, and a cover plate 37
is attached by a pair of threaded staggered holes 75, a round presser screw 76, and a washer 77.
受取ったビーム１５は、これによりそれぞれ折返しミラ
ー６０および７０により集束レンズ４１の焦点長さと等
しいレンズ４１からの距離に光学作用的に配置された監
視装置２４に対し指向される。The received beam 15 is thereby directed by means of folding mirrors 60 and 70, respectively, to a monitoring device 24 which is optically arranged at a distance from lens 41 equal to the focal length of focusing lens 41.
最も簡単な形態においては、監視装置２４は単に受取ら
ねたレーザー・ビーム１５が当てられるスクリーンに過
ぎない。スクリーン２４は、単に整合用具１０に対する
散乱端板（例えば、端板３１）とすることができ、この
場合端板３】は単に、整合操作を行なうオペレータが指
向されたレーザー・ビームを視覚的に認めることを可能
にする（ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から入
手できる如き）曇らせた１、ｅｘａｎ■または類似の材
料（例えば、ガラス、プラスチック、等）の如くある厚
さの半透明材料に過ぎない。同様に、レーザー・ビーム
の位置が視認できる有効なスクリーン２４を提供するた
め一片の紙を透明な端板３１（即ち、ガラスまたは透明
なプラスチック）上に取付けることもできる。In its simplest form, the monitoring device 24 is simply a screen onto which the missed laser beam 15 is directed. Screen 24 may simply be a scattering end plate (e.g., end plate 31) for alignment tool 10, in which case end plate 3 merely provides visual guidance for the directed laser beam to an operator performing an alignment operation. It is only a translucent material of some thickness, such as frosted 1, EXAN II (such as available from General Electric), or similar material (eg, glass, plastic, etc.) that allows for viewing. Similarly, a piece of paper can be mounted on a transparent end plate 31 (i.e., glass or clear plastic) to provide an effective screen 24 for viewing the position of the laser beam.
このようなスクリーン２４に対して当てられるレーザー
・ビームの大きさが比較的小さい（特に、集束レンズ４
１を通過する時）故に、別の拡大レンズ２６をレーザー
・ビーム視認スクリーン２４に隣接して取付けてスクリ
ーン上のこのようなレーザー・ビームの位置のオペレー
タによる視認監視を容易にすることが望ましい。The size of the laser beam applied to such a screen 24 is relatively small (especially since the focusing lens 4
1), it is therefore desirable to mount another magnifying lens 26 adjacent the laser beam viewing screen 24 to facilitate visual monitoring by the operator of the position of such laser beam on the screen.
第１図、第２図および第４図において最もよく見えるよ
うに、調整自在なホルダー２８がカラー２７の如くスク
リーン２４からある便利な距離だけ離れて取付けられる
ことが望ましい。緊締スタッド３０を用いて（スクリー
ン２４と同じ構造の部分でよい）後部カバー３１に対し
カラー２７を取付けることができ、また螺合させたつま
みナツト２ｇを用いてレンズ２６およびレンズ・ホルダ
ー２８をカラー２７に対して調整自在に結合することが
できる。このように、拡大レンズ２６は、更に正確な視
覚による監視を可能にするためスクリーン２４上の特定
のレーザー・ビーム・スポットと選択的に整合させるこ
とができる。As best seen in FIGS. 1, 2 and 4, adjustable holder 28 is preferably mounted at a convenient distance from screen 24, such as collar 27. The collar 27 can be attached to the rear cover 31 using tightening studs 30 (which may be of the same construction as the screen 24), and the lens 26 and lens holder 28 can be attached to the collar using the threaded thumb nuts 2g. 27 in an adjustable manner. In this manner, magnifying lens 26 can be selectively aligned with particular laser beam spots on screen 24 to enable more precise visual monitoring.
使用においては、本整合用具はレーザー・ビーム発射装
置（例えば、１２）の回転関節（例えば、第６図の１６
ｂ ）の回転部に取付けることが考えられる。特に、整
合用具ｌＯは、伝達軸Ａに沿ってレーザー・ビーム１５
を受取ることができるように、このような回転自在な部
分に常に取付けられる回転可能なレーザー光学系の代り
に、レーザー・ビーム発射装置１２の回転可能部分に取
付けられることが望ましいと考えられる。In use, the alignment tool aligns with the revolute joint (e.g., 16 in FIG. 6) of the laser beam emitting device (e.g., 12).
b) It is possible to attach it to the rotating part. In particular, the alignment tool lO aligns the laser beam 15 along the transmission axis A.
It may be desirable to attach the laser beam to a rotatable portion of the laser beam emitting device 12 instead of the rotatable laser optics being always attached to such a rotatable portion so as to be able to receive the laser beam.
第６図において最もよく示されるように、整合用具１０
はレーザー光学系またはミラー・パッケージ（図示せず
）が常に取付けられるのと同じ方法で整合用具ＩＯを取
付けるために設計されたアダプタ装置１９を介して回転
可能部分（関ｍ＞＋６ｂに対し取付けられる。このよう
に、用具１０は回転関節における回転自在な部分と共に
回転させることができる。本文で用いられるように、用
語「レーザー光学系」とは、レーザー・ビームをその光
源から所要の最終使用地点までビームを指向させるため
レーザー・ビーム発射装置において用いられる光学系、
ミラーパッケージ等を意味する。レーザー光学系１７ａ
は、レーザー・ビーム発射装置１２の回転自在部分１６
ａに対し常に取付けられるミラー光学系の一例を示して
いる。As best shown in FIG.
is mounted for the rotatable part (for function m>+6b) via an adapter device 19 designed to mount the alignment tool IO in the same way that laser optics or mirror packages (not shown) are always mounted. Thus, the tool 10 can be rotated with the rotatable portion of the revolute joint.As used herein, the term "laser optics" refers to a laser beam that directs a laser beam from its source to the desired end use point. an optical system used in a laser beam emitting device to direct a beam up to
Means mirror package, etc. Laser optical system 17a
is the rotatable portion 16 of the laser beam emitting device 12
An example of a mirror optical system that is always attached to a is shown.
同様に、回転する関節ｆ６ｂに取付けられたレーザー光
学系１７ａと略々同じ回転自在なレーザー光学系もまた
通常存在する。第６図に示されるように、整合用具ＩＯ
は、このようなレーザー光学系の代りに回転関節１６ｂ
に取付けられている。整合用具１０をレーザー・ビーム
発射装置１２の回転関節１６ｂの回転部分に取付けた後
、レーザー・ビーム１５が開口２１を介して整合用具ｌ
Ｏにより受取られ、集束レンズ４１を通過して監視スク
リーン２４上に指向される。次いで、整合オペレータが
スクリーン２４上で集束されたレーザー・ビームを視覚
的に認め、前記スクリーン上にこのようなビーム点の場
所をマークする。Similarly, a rotatable laser optical system substantially identical to the laser optical system 17a attached to the rotating joint f6b is also normally present. As shown in FIG. 6, alignment tool IO
In place of such a laser optical system, a rotary joint 16b is used.
installed on. After the alignment tool 10 is attached to the rotating part of the rotary joint 16b of the laser beam emitting device 12, the laser beam 15 passes through the aperture 21 to the alignment tool l.
0 and is directed onto the monitoring screen 24 through a focusing lens 41 . An alignment operator then visually observes the focused laser beam on the screen 24 and marks the location of such beam point on said screen.
その後、整合用具ｌＯを回転関節１６ｂの周囲で複数の
レーザー・ビーム点が監視されスクリーン２４上にマー
クされるように色々な場所に回転させられる。少なくと
も３つまたは４つのこのようなマーク（例えば、関節１
６ｂの周囲で９０°毎に１つの点）が、このようなビー
ムの投射場所の運動パターンが略々決定できるように付
されることが望ましい。例えば、整合用具！０の回転が
２次元座標系（例えば、第２図に示される如きＸ−ＹＰ
ｉ標系８３）に対してスクリーン２４上に投射されたレ
ーザー・ビーム１５の角度の偏りを示すビームの略々円
形の運動パターンを識別することがしばしば見出される
。熱論、このようなパターンは外形が楕円もしくは不定
形となることもあるが、一般に略々「丸い」形状を有す
る。The alignment tool IO is then rotated to various locations around the rotation joint 16b so that multiple laser beam points are monitored and marked on the screen 24. At least three or four such marks (e.g. joint 1
6b) is preferably applied so that the movement pattern of the projection location of such a beam can approximately be determined. For example, alignment tools! 0 rotation in a two-dimensional coordinate system (for example, X-YP as shown in Figure 2)
It is often found that a generally circular movement pattern of the beam is discernible which indicates the angular deviation of the laser beam 15 projected onto the screen 24 with respect to the i-frame 83). In general, such patterns generally have a roughly "round" shape, although they can be elliptical or irregular in outline.
このような偏差を補正するため、投射されたビームがで
きるだけスクリーン２４上にマークされた円形の偏差パ
ターン内で略々中心にあるように１つ以上のレーザー光
学系（例えば、光学系１７ａおよび（または）１７ｂ）
が調整される。レーザー・ビームを回転関節１６ｂおよ
び整合用具１０に指向させるミラー（即ち、レーザー光
学系１７ｂ）のみを調整することが最も望ましい。この
ような調整に続いて、関節１６ｂが再び回転させられて
レーザー・ビーム１５に角度の偏差が残っているかどう
かを判定する。これらのステップは、実質的に全ての角
度の偏差が除かれるまで反復することができる。To correct for such deviations, one or more laser optics (e.g., optics 17a and ( or) 17b)
is adjusted. Most preferably, only the mirror (ie, laser optics 17b) that directs the laser beam to rotary joint 16b and alignment tool 10 is adjusted. Following such adjustment, joint 16b is rotated again to determine whether any angular deviation remains in laser beam 15. These steps can be repeated until substantially all angular deviations are removed.
上記の角度の整合操作の完了後、もはや集束ビーム１５
が整合用具により受取られたくなるように、集束レンズ
４１を非作動位置へ移動することが次に必要である。レ
ンズのカバー板３３を取外し、レンズ・マウント４３の
ブラケット４３ａをシャシ−２０に取付けている元押え
ねしく単数または複数）を緩め、整合用具ＩＯから集束
レンズ４１、レンズ・ホルダー４２およびレンズ・マウ
ント４３（即ち、レンズ・パッケージ４０）を引出すこ
とにより、集束レンズ・パッケージ４０を完全に整合用
具１０から取外すことができるように考えられている。After completion of the above angular alignment operation, the focused beam 15 is no longer
It is then necessary to move the focusing lens 41 to the inactive position so that it is desired to be received by the alignment tool. Remove the lens cover plate 33, loosen the former (one or more) retainers that attach the bracket 43a of the lens mount 43 to the chassis 20, and remove the focusing lens 41, lens holder 42, and lens mount from the alignment tool IO. It is contemplated that the focusing lens package 40 can be completely removed from the alignment tool 10 by pulling out the lens package 43 (ie, the lens package 40).
また、集束レンズ４１はレンズ４１が受取られたレーザ
ー・ビーム１５の少なくとも一部を集束する作動位置と
、レンズ４１がレーザー・ビーム１５を集束しない非作
動位置との間で往復運動可能なようにシャシ−２０内に
取付けることができるように考えられる。集束レンズ４
１を選択的に運動可能にする（例えば、作動／非作動位
置間で運動自在であるか、あるいは用具全体から取外し
自在にする）ことにより、受取られたレーザー・ビーム
１５はレーザー・ビームの角度偏差の整合のため集束す
ることができ、またこのようなビームの運動の偏差の調
整のため未集束の状態のままにすることができる。The focusing lens 41 is also capable of reciprocating between an operative position in which the lens 41 focuses at least a portion of the received laser beam 15 and an inoperative position in which the lens 41 does not focus the laser beam 15. It is contemplated that it can be mounted within the chassis 20. Focusing lens 4
1 is selectively movable (e.g., movable between activated/deactivated positions or removable from the entire tool), the received laser beam 15 changes the angle of the laser beam. It can be focused for deviation matching and can remain unfocused for deviation adjustment of such beam motion.
集束レンズ４！が一旦その非作動位置へ移動される（あ
るいは、上記の如く用具から取外される）と、受取られ
たレーザー・ビームＩ５は未集束の状態で整合用具１０
を通ってスクリーン２４上に当たる。レーザー・ビーム
１５の角度偏差が前に上記の如き適当な調整により取除
かれた故に、ビームの未集束部分はビーム１５の運動の
偏差を有効に切離し、このような運動偏差を監視するた
め使用することができる。再び、関節および取付けられ
た整合用具ｉｏの回転が順次完了し、スクリーン２４上
の未集束ビームの軌道即ち経路がプロットされる。その
後、スクリーン２４上の受取られたレーザー・ビーム１
５を未集束ビームの追跡された軌道内に集中させるため
、適当な調整が１つ以上の前のレーザー光学系パッケー
ジ（例えば、レーザー光学系１７ａおよび（または）１
７ｂ）に対して行なわれる。Focusing lens 4! Once the laser beam I5 is moved to its inactive position (or removed from the tool as described above), the received laser beam I5 passes through the alignment tool 10 in an unfocused state.
and hits the screen 24. Since the angular deviations of the laser beam 15 were previously removed by appropriate adjustments as described above, the unfocused portion of the beam effectively isolates deviations in the motion of the beam 15 and can be used to monitor such deviations in motion. can do. Again, rotation of the joint and attached alignment tool io is completed in sequence and the trajectory or path of the unfocused beam on screen 24 is plotted. Thereafter, the received laser beam 1 on the screen 24
5 into the tracked trajectory of the unfocused beam, appropriate adjustments are made to one or more previous laser optics packages (e.g., laser optics 17a and/or 1
7b).
更にしばしば、レーザー・ビームの運動偏差を補正する
ため唯一のレーザー光学系しか調整する必要がない。例
えば、上記のように、第６図に示されるレーザー・ビー
ム発射装置１２においては、集束ビームを集中させるた
め必要な角度の調整はその方位設定ねじを締めるか緩め
ることによって、ミラー・パッケージ１７ｂの調整によ
り最もしばしば行なうことができる。このような角度の
偏差の補正に続いて、ミラー・パッケージ１７ａに対す
る調整のみがしばしば、未集束レーザー・ビーム１５に
関する用具ｌＯの整合によって決定される如き運動の偏
差に対する補正のため必要とされる。このように、（前
に角度の補正のため調整された）光学系１７ｂに対する
これ以上の調整がこの時避けることができる。Furthermore, often only one laser optic needs to be adjusted to compensate for laser beam motion deviations. For example, as mentioned above, in the laser beam emitting device 12 shown in FIG. 6, the angle adjustment necessary to concentrate the focused beam is made by tightening or loosening the orientation setting screw of the mirror package 17b. This can most often be done by adjustment. Following correction of such angular deviations, only adjustments to mirror package 17a are often required to correct for movement deviations as determined by alignment of tool IO with respect to unfocused laser beam 15. In this way, further adjustments to the optical system 17b (which was previously adjusted for angular correction) can be avoided at this time.
未集束ビームの監視により決定される運動偏差を除去す
るため必要な調整の完了後、集束レンズ４１を整合用具
１０内のその作動位置へ置換し、また必要に応じてこの
プロセス全体を反復することにより整合の全シーケンス
を反復することが一般に要求される。レーザー・ビーム
１５の角度の調整は、しばしばビームの運動位置を生じ
るが、ビームの運動位置の調整は反対にビームの角度の
方位即ち位置に影響をおよぼすことになる。従って、本
発明の監視および調整プロセスは、最適精度を確保する
ため数回にわたりその全体に反復することが最も望まし
い。あるレーザー・ビーム発射装置においては、特定の
レーザー光学系またはミラー・パッケージの自由度は制
限され、運動および角度の誤差の全てを装置から取除く
ことができない。このような場合、レーザーの有効かつ
効率的な伝達を保証するためこれらの角度誤差が最も重
要であるため、角度の誤差を最初に調整して補正するこ
とに専念することが最も重要である。After completion of the necessary adjustments to eliminate motion deviations as determined by monitoring the unfocused beam, replacing the focusing lens 41 to its working position within the alignment tool 10 and repeating the entire process as necessary. generally requires repeating the entire sequence of matches. Although adjusting the angle of the laser beam 15 often results in a moving position of the beam, adjusting the moving position of the beam will in turn affect the angular orientation or position of the beam. Therefore, the monitoring and adjustment process of the present invention is most preferably iterated in its entirety several times to ensure optimal accuracy. In some laser beam delivery devices, the degrees of freedom of a particular laser optic or mirror package are limited and all motion and angular errors cannot be removed from the device. In such cases, it is most important to focus on adjusting and correcting the angular errors first, as these angular errors are of the utmost importance to ensure effective and efficient transmission of the laser.
萌述の如く、整合用具ｌＯ内の１つ以上のフィルタ装置
の使用は任意であり、整合されるレーザー・ビームの種
類およびエネルギに依有することになる。例えば、整合
用具１０から出て整合オペレータによ−り観察されるレ
ーザー・ビームの強さは許される安全限度内で維持され
ねばならない。特に、安全のためには、人間の目で監視
されるビームは、この特定のビームに対し最大許容被曝
線量内にあるようにするため、種別！レベルでなければ
ならない。（例えば、′発光製品に対する実施規格＋７
）２１ Ｃ，Ｆ、Ｒ，＄１０４０、および米国オハイオ
州トレド市Ｌａ５ｅｒ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅｏｆ 八ｍ
ｅｒｉｃａのレーザーの安全使用のためのＡＮＳＩ規格
、ＡＮＳ Ｉ第ｚ −１３６，１−１９８６参照）。例
えば、連続ヘリウム・ネオン（ｌｌｅＮｅ）レーザー・
ビームにおいては、最大許容被＠線量は３．９ Ｘ
１０ ｅ−’ワットである。もし上記の２つのフィルタ
（例えば、５３および４７）が整合用具ＩＯにおいて使
用され、これらフィルタの各々が光学密度２．０を有す
るならば、このレーザー光源の最大安全エネルギは Ｌ
９ｍ Ｗである。明らかに、もし異なるフィルタが使用
されるか、あるいは異なるエネルギ値を持つレーザー光
源が使用されるならば、フィルタとレーザー光源の組合
せは用具が安全範囲内で作動することを保証するため整
合されねばならない。As mentioned above, the use of one or more filter devices within the alignment tool IO is optional and will depend on the type and energy of the laser beam being aligned. For example, the intensity of the laser beam exiting alignment tool 10 and viewed by the alignment operator must be maintained within acceptable safety limits. In particular, for safety purposes, the beam monitored by the human eye must be within the maximum permissible exposure dose for this particular beam, type! Must be at the level. (For example, 'Implementation standards for luminescent products + 7
) 21 C, F, R, $1040, and La5er In5 position of 8m, Toledo, Ohio, USA.
(See ANSI Standard for the Safe Use of Lasers, ANSI Part Z-136, 1-1986). For example, continuous helium neon (lleNe) laser
For beams, the maximum allowable dose is 3.9
10 e-' watts. If the above two filters (e.g. 53 and 47) are used in the alignment tool IO and each of these filters has an optical density of 2.0, the maximum safe energy of this laser source is L
It is 9mW. Obviously, if different filters are used or laser sources with different energy values are used, the combination of filter and laser source must be matched to ensure that the tool operates within safe limits. It won't happen.
本発明の整合用具に対する別の安全上の特徴を提供する
ため、上記の視覚的な監視スクリーン２４は、２＠位置
センサ、側方効果フォトダイオードまたは周部に等間隔
の一連の電極（例えば、４つ）を備えた類似の位置検出
象限検出器により置換することもできる。例えば、側方
効果フォトダイオードの位置センサは、（米国カリフォ
ルニア州ホーソン市の） Ｕｎｉｔｅｄ ＤｅＬｅｃｔ
ｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社からｒｓｃＪなるシリー
ズの下に入手可能である。これらの検出器は、熱論、Ｕ
ｎｉｔｅｄ ＤｅｔｅｃｔｏｒＴｅｃｈｎｏ ｌｏｇｙ
社の如きメーカから入手可能な文献に記載される如き標
準的な支援電子要素（図示せず）と関連して使用されよ
う。このような支援電子要素の詳細は本発明においては
重要ではなく、本文ではこれ以上論述しない。特に、第
７図に示されるように、フォトダイオード即ちセンサ１
８０は用具のシャシ−１２０内に集束レンズ１４１から
その焦点距離と等しい距離に取付けることができる。整
合用具１１０は、例示の目的のために取付けられた支持
アダプタ装置１１９と共に示されている。To provide another safety feature for the alignment tool of the present invention, the visual monitoring screen 24 described above may be equipped with two position sensors, side-effect photodiodes or a series of circumferentially equally spaced electrodes (e.g. 4) can also be replaced by a similar position-sensing quadrant detector. For example, side-effect photodiode position sensors are manufactured by United DeLect (Hawthorne, Calif.).
It is available from Or Technology under the series rscJ. These detectors are thermal, U
nited Detector Technology
It may be used in conjunction with standard support electronics (not shown) as described in the literature available from manufacturers such as Co., Ltd. The details of such supporting electronic elements are not important to the present invention and are not discussed further in the text. In particular, as shown in FIG.
80 can be mounted within the instrument chassis 120 at a distance from the focusing lens 141 equal to its focal length. Alignment tool 110 is shown with support adapter device 119 attached for illustrative purposes.
レーザー・ビーム１１５は、集束レンズ・パッケージ１
４０を通りフォトダイオード１８０に対し指向されたレ
ーザー軸心へ°に沿って整合用具１１０により受取られ
る。フォトダイオード１８０は、これにより受取られた
ビーム１１５の検出された軌道（集束レンズ１４１を通
って集束されるか、あるいは未集束状態で受取られたか
のいずれか）を二重トレース・オッシロスコープ１８２
およびそのスクリーン・パターンの十字線１８３に対し
通信リンク１８１を介して通信するため使用することも
できる。このように、オッシロスコープ１８２は、用具
１１０の回転中受取られたレーザー・ビーム１１５の略
々円形の偏差パターンを視認するため使用することがで
きる。このような構成は、整合オペレータがレーザー・
ビーム発射装置の運動範囲内に物理的に存在する必要を
取除き、またレーザー・ビームの直接的な視認と関連す
るレーザーの危険を取除く。適当なフォトダイオード１
８０または類似の位置検出用光検出器のレーザー検出装
置の使用もまた、本発明の整合用具を目に見えないレー
ザー・ビームを特徴とするレーザー・ビーム発射装置と
共に使用することを可能にする。これはまた、更に広範
囲のレーザー・ビームのエネルギ・レベルの整合を単一
の用具を用いて可能にする。Laser beam 115 is connected to focusing lens package 1
40 to the laser axis directed toward photodiode 180 by alignment tool 110 . The photodiode 180 traces the detected trajectory of the received beam 115 (either focused through the focusing lens 141 or received unfocused) to a dual-trace oscilloscope 182.
and can also be used to communicate via communication link 181 to crosshairs 183 of the screen pattern. In this manner, oscilloscope 182 can be used to view the generally circular deviation pattern of laser beam 115 received during rotation of tool 110. Such a configuration allows the alignment operator to
Eliminates the need to be physically within range of motion of the beam launcher and also eliminates the laser hazard associated with direct visibility of the laser beam. suitable photodiode 1
The use of a laser detection device of 80 or similar position sensing photodetector also allows the alignment tool of the present invention to be used with laser beam emitting devices featuring invisible laser beams. This also allows more extensive laser beam energy level matching using a single tool.
適当なレーザー光学系に対し必要な調整は、これにより
、スクリーン２４における人手による追跡に関して先に
述べたオッシロスコープ追跡パターンから決定すること
ができる。フォトダイオード＋８０およびオッシロスコ
ープ１８２の使用もまた通常、レーザー・ビームの強さ
を減衰させるためのフィルタの使用を必要なくすること
になる。更に、本発明によりなされたレーザー整合用具
により提供される特有の利点は、用具の外部のレーザー
光源を利用できること（即ち、レーザー光源は、一般に
整合されるレーザー・ビーム発射装置の一部である）を
含む。その結果、レーザー・ビーム発射装置のレーザー
光源が適正なエネルギ・レベル範囲内に維持することが
できる多くの用途において、レーザー・ビーム発射装置
のレーザー・ビームを本用具を用いた整合操作のため使
用することができる。もし整合すべきレーザー・ビーム
発射装置の１次ビームが使用されない（あるいは使用で
きない）ならば、熱論、独立的なレーザー光源を本用具
と共に使用することもできる。この独立的なレーザー光
源は、レーザー・ビーム発射装置の整合における整合用
具の最適効率を保証するため、最初にこの発射装置の１
次ビームと同軸状に整合されねばならない。The necessary adjustments to the appropriate laser optics can then be determined from the oscilloscope tracking pattern described above with respect to manual tracking at screen 24. The use of photodiode+80 and oscilloscope 182 will also typically eliminate the need for the use of filters to attenuate the laser beam intensity. Furthermore, a particular advantage provided by the laser alignment tool made in accordance with the present invention is the ability to utilize a laser light source external to the tool (i.e., the laser light source is generally part of the laser beam emitting device being aligned). including. As a result, the laser beam of a laser beam emitting device can be used for alignment operations with this tool in many applications where the laser source of the laser beam emitting device can be maintained within a reasonable energy level range. can do. If the primary beam of the laser beam emitter to be aligned is not used (or cannot be used), a thermally independent laser source can also be used with the present tool. This independent laser light source is initially installed in one of the laser beam emitters to ensure optimal efficiency of the alignment tool in aligning the laser beam emitter.
It must be coaxially aligned with the next beam.
更に、本発明の整合用具は更に自動化された操作および
自蔵用具を提供するように修正できることが考えられる
。特に、第８図は、受取られるレーザー・ビーム２１５
を複数のビーム部分（即ち、Ｂ１およびＢ２）に分割す
ることにより、第１の部分Ｂ、が上記の如きフォトダイ
オード２８０または類似の位置検出装置に対し指向され
るよう集束レンズ２４１を通過し続けるが、第２の部分
Ｂ２は未集束のままでありかつ二重位置フォトダイオー
ドまたは類似の位置検出装置２８３に対して指向される
ようにするための装置２９０を更に含む整合用具２１０
を示している。このように、受取られたレーザー・ビー
ム２１５の角度の方位は、第７図に関して先に述べたよ
うに分割ビームの第１の部分Ｂ１を監視することにより
決定することができる。受取られたビーム２１５の第２
の部分Ｂ２を第２のフォトダイオード２８３に対して未
集束状態で指向することにより、受取られるビーム２１
５の運動位置は角度の方位と同時に監視することができ
る。ビーム・スプリッタ２９０の提供により、集束レン
ズ２４１を取除きあるいはこれを非作動位置へ移動させ
る必要を取除き、また更に、整合操作の間面方のレーザ
ー光学系（例えば、ミラー・パッケージ２１７ａおよび
２１７ｂ）に対して調整が行なわれる時、オペレータが
ビームの角度および運動の両位置に対する効果を監視す
ることを可能にする。フォトダイオード２８０および２
８３、または類似の検出装置が標準的な支援電子要素を
含み、標準的な通信リンクまたはコネクタ２８１および
２８４を介してそれぞれ上記の如き１つ以上の二重追跡
オッシロスコープに結合できることが完全に考えられる
。Additionally, it is contemplated that the alignment tools of the present invention can be modified to provide even more automated operation and self-contained tools. In particular, FIG. 8 shows that the received laser beam 215
By splitting the beam into multiple beam portions (i.e., B1 and B2), the first portion B continues to pass through the focusing lens 241 to be directed to a photodiode 280 or similar position sensing device as described above. but the alignment tool 210 further includes a device 290 for ensuring that the second portion B2 remains unfocused and is directed to a dual position photodiode or similar position sensing device 283.
It shows. Thus, the angular orientation of the received laser beam 215 can be determined by monitoring the split beam first portion B1 as described above with respect to FIG. The second of the received beams 215
The received beam 21 is
The motion position of 5 can be monitored simultaneously with the angular orientation. The provision of beam splitter 290 obviates the need to remove or move focusing lens 241 to an inactive position, and also eliminates the need to remove or move focusing lens 241 to an inactive position, and also eliminates the need to remove or move focusing lens 241 to an inactive position, and also eliminates the need to remove in-plane laser optics (e.g., mirror packages 217a and 217b) during alignment operations. ) allows the operator to monitor the effect on both the beam angle and movement position. Photodiodes 280 and 2
83, or similar detection equipment includes standard supporting electronics and can be coupled to one or more dual tracking oscilloscopes such as those described above via standard communication links or connectors 281 and 284, respectively. .
また、フォトダイオード２８０および２８３はいずれか
がマイクロプロセッサ装置、コンピュータ等の如きデー
タ取得装置２８２と結合することができるが、これにお
いては受取られたレーザー・ビーム２１５の整合誤差を
決定するため、レーザー・ビームの角度および運動の位
置をコンパイルすることができるようにすることも考え
られる。特に、フォトダイオード２８０および２８３に
より監視されるレーザー・ビーム軌跡パターンがデータ
取得装置２８２に対して送ることができ、この装置にお
いて数学的中心が正確に計算できるように、このような
データが楕円またはこれに似た円形パターンに対する数
式に適合させられる。データ取得装置２８２のソフトウ
ェアが、レーザー・ビーム２１５を回転する関節２１６
ｂに適正に整合させるため用具２１０により決定される
整合誤差を補正するため、レーザー・ビーム発射装置２
夏２の色々な調整可能部分に対する調整指令を提供する
ことができる。Additionally, either photodiode 280 and 283 may be coupled to a data acquisition device 282, such as a microprocessor device, computer, etc., in which the laser beam 215 is used to determine the alignment error of the received laser beam 215. - It is also conceivable to be able to compile the angle and movement position of the beam. In particular, the laser beam trajectory pattern monitored by photodiodes 280 and 283 can be sent to a data acquisition device 282 in which such data can be used to form an ellipse or A formula for a circular pattern similar to this can be fitted. Software of data acquisition device 282 causes joint 216 to rotate laser beam 215.
The laser beam emitting device 2 is used to correct alignment errors determined by the tool 210 to properly align the laser beam emitting device 2.
Adjustment commands for various adjustable parts of Summer 2 can be provided.
このような調整指令がデータ取得装置２８２により与え
られた後、これら指令は整合オペレータによる人手によ
り、あるいはレーザー・ビーム発射装置２１２の適当な
ミラー・パッケージ２１７ａおよび２１７ｂに直接取付
けられたサーボ機構パッケージ２９５を介して自動的に
構成することができる。特に、調整指令はデータ取得装
＠２８２により発されて、出力コネクタ２８５を介して
サーボ機構に送られることになる。サーボ機構パッケー
ジ２９５または類似の自動的調整装置がこのようなミラ
ー・パッケージの背後板を取外すことにより適当なミラ
ー・パッケージに対して取付けられることが判る。サー
ボ機構２９５の実際の取付けは、熱論、ミラー・パッケ
ージまたは類似の光学系の特定の特性に従フて特定の用
途間で変化し得る。After such adjustment commands are provided by the data acquisition device 282, these commands can be transmitted manually by an alignment operator or by a servomechanism package 295 attached directly to the appropriate mirror packages 217a and 217b of the laser beam emitting device 212. can be configured automatically via . In particular, adjustment commands will be issued by data acquisition device 282 and sent to the servomechanism via output connector 285. It will be appreciated that a servomechanism package 295 or similar automatic adjustment device may be attached to a suitable mirror package by removing the back plate of such mirror package. The actual mounting of servomechanism 295 may vary between specific applications depending on thermal theory, the particular characteristics of the mirror package, or similar optics.
サーボ機構を色々なレーザー光学系のミラーに対する調
整を自動的に実現するため使用することは、当業界にお
いていくつから構成される装置において見出すことがで
きる。例えば、１９８４年７月 ３日発行の八、 Ｇｒ
ｅｅｎｌｅａｆ等の米国特許第４，４５７，６２５号は
、対象物の表面に沿って移動させられる再反射器のｘ、
ｙおよび２座標に関するデータをセンサが供給する複数
のレーザー干渉計を用いるレーザー測定装置に関するも
のである。中央コンピュータを用いて、レーザー検出装
置から入力したデータを格納し、このようなデータを数
学的手法を用いることにより対象物の表面の輪郭になる
よう換算する。このコンピュータはまた、データ入力を
使用して干渉計を操作するため複数のサーボ制御装置を
制御する。レーザー検出装置からコンピュータにより制
御されるデータ点は、反復手法をとることによりコンピ
ュータがデータを輪郭に対し数学的に適合させることを
可能にするに充分な数だけ蓄積されている。前記のＧｒ
ｅｅｎ １ｅａｆ等の米国特許の図示内容は、本文に参
考のため引用される。The use of servomechanisms to automatically achieve adjustments to the mirrors of various laser optics can be found in several configurations of devices in the art. For example, No. 8, published on July 3, 1984, Gr.
U.S. Pat. No. 4,457,625 to Eenleaf et al.
The present invention relates to a laser measurement device using a plurality of laser interferometers whose sensors provide data regarding y and two coordinates. A central computer is used to store the data input from the laser detection device and to convert such data into a contour of the surface of the object using mathematical techniques. The computer also controls multiple servo controllers to operate the interferometer using the data input. The data points controlled by the computer from the laser detection device are accumulated in sufficient numbers to enable the computer to mathematically fit the data to the contour by taking an iterative approach. The above Gr
The illustrations of the US patents such as EEN 1EAF are incorporated herein by reference.
同様に、１９８６年１１月１１日発行のＪ、 Ｍｅｒｒ
ｙ等の米国特許第４，６２１，９２６号は、運動する対
象物に堅固に取付けられた干渉計に向って指向される複
数のレーザー干渉計を含む、予め定めた非直線状経路に
沿った対象物の運動を制御するための干渉計装置につい
て記載している。このＭｅｒｒｙ等の米国特許は、特定
の干渉計の関連するレーザー出力ビームを再反射器の中
心に指向させる各追跡ミラーに取付けられた可動組立体
即ち駆動機構の使用について図示しており、この可動組
立体は゛ ミラーを運動させて再反射器の中心に干渉計
のビームが存在するように維持する。ディジタル・コン
ピュータ制御装置が、干渉計の出力信号から受取られる
位置のデータに基いて可動組立体に対して信号を送出す
ることにより追跡ミラーを制御する。この１Ｊｅｒｒｙ
等の米国特許の図示内容は、′本文に参考のため引用さ
れる。Similarly, J. Merr, published November 11, 1986.
U.S. Pat. An interferometer device for controlling the motion of an object is described. The Merry et al. patent illustrates the use of a movable assembly or drive mechanism attached to each tracking mirror that directs the associated laser output beam of a particular interferometer to the center of a rereflector. The assembly moves the mirror to maintain the interferometer beam centered on the retroreflector. A digital computer controller controls the tracking mirror by sending signals to the movable assembly based on position data received from the interferometer output signal. This 1 Jerry
The illustrative contents of the U.S. patents, et al., are incorporated herein by reference.
Ｍｅｒｒｙ等の米国特許の干渉計装置はまた、米国メリ
ーランド州うンハム市のＣｈｅｓａｐｅａｋｅ Ｌａｓ
ｅｒＳｙｓＬｅｍｓ社から当業界において広く入手可能
なレーザー追跡装置に盛込まれている。そのため、当業
界において入手可能なレーザー・サーボ補正装置のため
のソフトウェアおよび制御装置は、本発明の独特なレー
ザー整合用具に対して適合し得、第８図に関して示され
記述される如き更に自動化された実施例の提供を容易に
する。The interferometer apparatus of the Merry et al. patent is also available at Chesapeake Las, Unham, Maryland, USA.
It is incorporated into laser tracking devices widely available in the industry from erSysLems. As such, software and controls for laser servo correction devices available in the art may be adapted to the unique laser alignment tool of the present invention and may be further automated as shown and described with respect to FIG. This facilitates the provision of additional embodiments.
このような部分的あるいは完全に自動化された整合用具
の望ましい論理図が第９図に示される。A preferred logic diagram for such a partially or fully automated alignment tool is shown in FIG.
図示の如く、レーザー光学系／ミラー・パッケージの数
および形式、このようなパッケージの自由度、等の如き
特定のレーザー・ビーム発射装置２１２の色々な特定事
項を勘案するこのようなデータ取得装置２８２のための
ソフトウェアが、必然的に変換式または類似の調整を含
むことが考えられる。もし変換式が用いられるならば、
これらの式は予めプログラムされ、ユーザ入力から計算
され、レーザー・ビーム発射装置の制御部からダウン・
ロードされ、あるいはミラー／光学系の擾乱に対する測
定されたビームの影響から計算することができる。更に
また、データ取得装置２８２は、不規則なビームの運動
を生じ得る固い関節および緩いミラー結合部の如き特殊
な問題を許容し得るものでなければならない。第９図に
示されるように、このような問題は、必要に応じて整合
オペレータによるＪｌ［ｉ正のため識別され表示を付す
ことも可能である。As shown, such data acquisition device 282 takes into account various specifics of a particular laser beam delivery device 212, such as the number and type of laser optics/mirror packages, the flexibility of such packages, etc. It is conceivable that the software for necessarily includes conversion formulas or similar adjustments. If a conversion formula is used,
These equations are preprogrammed, calculated from user input, and downloaded from the laser beam launcher controls.
It can be calculated from the effect of the measured beam on the loaded or mirror/optics disturbances. Furthermore, the data acquisition device 282 must be able to tolerate special problems such as stiff joints and loose mirror joints that can result in irregular beam motion. As shown in FIG. 9, such a problem can be identified and marked as Jl[i positive by the matching operator if necessary.
また、データ取得装置２８２は整合される特定のレーザ
ー・ビーム発射装置から独立的であるかあるいはこれに
一体化することができる。整合されるべき特定のレーザ
ー・ビーム発射装置の特記事項（例えば、装置の形態お
よび調整される特定のミラー・パッケージの細目）は、
キーボード入力等により整合オペレータによって手操作
でデータ取得装置２８２に入力するか、あるいはレーザ
ー・ビーム発射装置２１２自体の機械制御と直結して自
動的に入力することができる。Additionally, data acquisition device 282 can be independent of or integrated with the particular laser beam emitting device being matched. The particulars of the particular laser beam delivery device to be matched (e.g., the configuration of the device and the particulars of the particular mirror package being adjusted)
The data can be manually entered into the data acquisition device 282 by a matching operator using a keyboard input or the like, or it can be entered automatically by being directly connected to the mechanical control of the laser beam emitting device 212 itself.
更に、本発明に従って作られた整合用具は人工知能の能
力を持つ完全に自動化された装置を提供することができ
、以て整合用具は広範囲のレーザー・ビーム発射装置の
特記事項を「教示」できることにより、略々どんなレー
ザー・ビーム発射装置でも迅速かつ正確に、整合を最も
有効に行なうことができる整合用具を提供することが考
えられる。データ取得装置２８２は更に、特定の各レー
ザー・ビーム発射装置に対する結果としての整合の積度
に関する読出しを提供するよう更にプログラムすること
もできる。前述のように、本整合用具が自動化される程
度は、ユーザの要件および要求される輻幀度に依有する
。本文に述べたように、また第９図の論理図に示される
ように、本整合用具特有の特質は、かなりの量の手操作
が含まれる整合用具において提供することができ、ある
いは略々完全に自動化されたモードにおいて供給するこ
ともできる。このため、本発明の整合用具はモジュール
形態で市販することも可能と考えられ、これによりユー
ザは事項化のための相対的な要求を決定でき、また自分
の特定の用途に必要な部分のみを取得することもできる
。例えば、低出力の比較的安全なレーザー・ビーム光源
を持つものは、第１図乃至第６図に関して記載した如き
最も簡単なモデルを使用することができるが、他は種々
の安全上等の理由から他の実施態様の１つを使用するこ
ともできる。更に、第８図の整合用具２１０は、１つ以
上のオッシロスコープと共に使用することができ、ある
いはマイクロプロセッサまたはパーソナル・コンピュー
タに取付けることもできる。Further, an alignment tool made in accordance with the present invention can provide a fully automated device with artificial intelligence capabilities, such that the alignment tool can "teach" a wide range of laser beam emitting device specialties. Accordingly, it is possible to provide an alignment tool that can quickly, accurately, and most effectively align almost any laser beam emitting device. Data acquisition device 282 may also be further programmed to provide a readout regarding the resulting degree of alignment for each particular laser beam emitting device. As mentioned above, the degree to which the present alignment tool is automated depends on the user's requirements and the degree of perseverance required. As discussed in the text and illustrated in the logic diagram of FIG. It can also be supplied in an automated mode. For this reason, it is contemplated that the alignment tool of the present invention could be commercially available in modular form, allowing the user to determine relative requirements for implementation and to select only the parts needed for his or her particular application. You can also obtain it. For example, those with low-power, relatively safe laser beam sources may use the simplest models as described with respect to Figures 1-6, while others may use the simplest models for various safety reasons. One of the other embodiments from can also be used. Additionally, the alignment tool 210 of FIG. 8 can be used with one or more oscilloscopes, or can be attached to a microprocessor or personal computer.
同様に、用具２１０は、データ取得装置２８２により決
定される調整指令を自動的に実現するためのサーボ機構
２９５の有無に拘らず使用することができる。Similarly, tool 210 may be used with or without servomechanism 295 to automatically implement adjustment commands determined by data acquisition device 282.
本発明の望ましい実施態様について示し記したが、本文
に述べたレーザー整合用具は、本発明の範囲から逸脱す
ることなく当業者による適当な変更によって達成するこ
とができる。このような変更の可能性のいくつかについ
ては本文に記載し、他は当業者には明らかであろう。例
えば、整合用具ｌＯは、指令と同時に作動位置と非作動
位置との間に集束レンズ４Ｉを自動的に選択的に移動さ
せる装置を含むよう変更することができる。従って、本
発明の範囲は、頭書の特許請求の範囲に照して考察され
るべきであり、本文および図面に示し記された構造およ
び作用の詳細に限定されないものと理解されよう。Although preferred embodiments of the invention have been shown and described, the laser alignment tools described herein can be achieved by suitable modifications by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Some of the possibilities for such modifications are described in the text, and others will be apparent to those skilled in the art. For example, the alignment tool IO can be modified to include a device that automatically selectively moves the focusing lens 4I between an activated position and an inactive position upon command. Accordingly, the scope of the invention is to be considered in the light of the appended claims and is not to be understood as being limited to the details of construction and operation shown in the text and drawings.
第１図は本発明により構成されたレーザー・ビーム発射
装置のための整合用具の望ましい実施態様を示す平面図
、第２図は第１図の整合用具を示す右端面図、第３図は
第１図の整合用具を示す左端面図、第４図は第１図にお
いて線４−４に関して示される整合用具の縦断面図、第
５図はレーザー・ビーム発射装置の回転関節の回転部に
取付けられるよう示された第１図の整合用具の概略図、
第６図はレーザー・ビーム発射装置の回転関節の回転可
能部分に取付けられる如くに示された第１図の整合用具
を示す概略図、レーザー・ビーム第７図は本発明により
構成された整合用具の別の実施例を示す概略図、第８図
はレーザー・ビーム発射装置の回転関節の回転部に取付
けられた状態で示される本発明により構成された整合用
具の更に別の実施例を示す概略図、および第９図は用具
が部分的あるいは完全に自動化される場合に特に有効に
作られた整合用具のための望ましいロジックを示すフロ
ーチャートである。
１０−・・整合用具、１２・・・レーザー・ビーム発射
装置、１５・・・レーザー・ビーム、１６−・・回転関
節、１９−・・アダプタ装置、２０−・・用具シャシ−
１２１−・・開口、２２−・・シャシ−壁面、２３−・
・支持装置、２４−・・スクリーン、２６−・・拡大レ
ンズ、２７−・・カラー、２８−・・レンズ・ホルダー
、２９−・・つまみナツト、３０−・・緊締スタッド、
３１−・・カバー、３２−・・接近用開口、３３−・・
レンズ接近用カバー、３４−・・接近用開口、３５・−
カバー板、３６−・・接近用開口、３７・−カバー板、
４０−・・集束レンズ・パッケージ、４１−・・ビーム
集束レンズ、４２・−レンズ・ホルダー、４３−・・レ
ンズ・マウント、４４−・・止めねじ、４５−・・位置
決めビン、４７−・・ニュートラル・デンシティ・フィ
ルタ、５０−・・穴、５１−・・元押えねじ、５２−・
・ワッシャ、５３−・・ニュートラル・デンシティ・フ
ィルタ、５４−・・フィルタ支持部、５５−・・フィル
タ埋め子、５７−・・元押えねじ、６０−・・折返しミ
ラー、６１・・・ミラー支持ブロック、６２−・・元押
えねじ、６４−・・位置決めビン、６５−・・穴、６６
−・・元押えねじ、６７−・・ワッシャ、７０−・・折
返しミラー、７１−・・ミラー支持ブロック、７２−・
・ねじ、７３・・・ワッシャ、７４−・・ビン、７５−
・・食違い穴、７６・・・元押えねじ、７７−・・ワッ
シャ、１１０−・・整合用具、１１５−・・レーザー・
ビーム、１１９・・・支持アダプタ装置、１２０−・・
用具のシャシ−１１４０−・・集束レンズ・パッケージ
、】４１・・・集束レンズ、１８（ｊ−・・センサ、１
８１−・・通信リンク、１８２−・・二重トレース・オ
フＣシロスコープ、１８３−・・十字線。
（外４名）
手続補正書（爲）FIG. 1 is a plan view showing a preferred embodiment of an alignment tool for a laser beam emitting device constructed according to the present invention, FIG. 2 is a right end view showing the alignment tool of FIG. 1, and FIG. 1 is a left end view showing the alignment tool; FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the alignment tool shown in relation to line 4--4 in FIG. 1; FIG. a schematic diagram of the alignment tool of FIG. 1 shown as being assembled;
6 is a schematic diagram illustrating the alignment tool of FIG. 1 shown attached to a rotatable portion of a rotary joint of a laser beam emitting device; and FIG. 7 is a schematic diagram of a laser beam alignment tool constructed in accordance with the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the alignment tool constructed in accordance with the present invention, shown attached to a rotating part of a rotary joint of a laser beam emitting device; FIG. 9 and 9 are flowcharts illustrating the desired logic for an alignment tool made particularly useful when the tool is partially or fully automated. 10--Alignment tool, 12--Laser beam emitting device, 15--Laser beam, 16--Rotating joint, 19--Adapter device, 20--Tool chassis
121--Opening, 22--Chassis wall surface, 23--
- Support device, 24--Screen, 26--Magnifying lens, 27--Collar, 28--Lens holder, 29--Knob nut, 30--Tightening stud,
31-...Cover, 32-...Access opening, 33-...
Lens access cover, 34--Access opening, 35--
Cover plate, 36--Access opening, 37--Cover plate,
40--Focusing lens package, 41--Beam focusing lens, 42--Lens holder, 43--Lens mount, 44--Set screw, 45--Positioning bin, 47-- Neutral density filter, 50-... Hole, 51-... Former holding screw, 52-...
・Washer, 53--Neutral density filter, 54--Filter support part, 55--Filter insert, 57--Original holding screw, 60--Folding mirror, 61--Mirror support Block, 62--Original holding screw, 64--Positioning pin, 65--Hole, 66
--- Original holding screw, 67-- Washer, 70-- Folding mirror, 71-- Mirror support block, 72--
・Screw, 73...Washer, 74-...Bin, 75-
...Mismatched hole, 76--Original holding screw, 77--Washer, 110--Aligning tool, 115--Laser...
Beam, 119... Support adapter device, 120-...
Tool chassis - 1140 - Focusing lens package, ] 41... Focusing lens, 18 (j -... Sensor, 1
81--Communication link, 182--Double trace off C cilloscope, 183--Crosshair. (4 others) Procedural amendment (爲)
Claims (1)
ザー・ビーム発射装置の回転関節におけるレーザー・ビ
ームの角度および運動の両位置の整合の際使用される用
具において、（ａ）レーザー・ビームを受取る手段を有
する用具シャシーを設け、前記レーザー・ビームはレー
ザー・ビーム軸心に沿って前記レーザー・ビーム発射装
置の前記回転関節および前記受取り手段とに対し指向さ
れ、 （ｂ）前記用具シャシーを整合される前記レーザー・ビ
ーム発射装置の回転関節の回転部に取付ける手段を設け
、該取付け手段は、前記シャシーが前記関節の周囲で回
転し得るように前記シャシーの前記回転自在な部分への
取付けを許容し、 （ｃ）前記用具の回転中に２次元の座標系に対し受取ら
れるレーザー・ビームの位置を監視する手段と、 （ｄ）前記の受取られたレーザー・ビームの運動偏差が
集束されたビームから取除かれるように受取られたレー
ザー・ビームの少なくとも一部を集束するレーザー・ビ
ーム集束レンズとを設け、以て前記監視手段と関連して
、 前記集束レンズを通過した時前記の受取られたレーザー
・ビームの角度の方位が切離されて監視され、前記集束
レンズにより集束されない時前記の受取られたレーザー
・ビームの運動の位置を監視することができ、その結果
前記 レーザー・ビームにおける運動および角度の誤差を決定
できるようにすることを特徴とする整合用具。 ２、請求項１記載の整合用具において、前記レーザー・
ビーム集束レンズが、前記の受取られたレーザー・ビー
ムの少なくとも一部を集束する作動位置と、前記レーザ
ー・ビームを集束しない非作動位置との間で選択的に運
動自在であることを特徴とする整合用具。 ３、請求項１記載の整合用具において、前記の受取られ
たレーザー・ビームの強さを減衰 させるため少なくとも１つレーザー・ビームのフィルタ
装置を更に設けることを特徴とする整合用具。 ４、請求項１記載の整合用具において、前記監視手段が
少なくとも１つのオッシロスコープを有することを特徴
とする整合用具。 ５、請求項１記載の整合用具において、前記監視手段が
前記シャシー内部で前記集束レンズから予め定めた距離
に置かれた監視スクリーンを含むことを特徴とする整合
用具。 ６、請求項１記載の整合用具において、前記監視手段が
レーザー・ビームの角度および運動の位置を監視するた
めのデータ取得装置を含み、該取得手段は前記の受取ら
れたレーザー・ビームの整合誤差の補正を容易にするた
め該整合誤差を決定することができることを特徴とする
整合用具。 ７、請求項６記載の整合用具において、前記データ取得
装置がマイクロプロセッサ手段であることを特徴とする
整合用具。 ８、請求項７記載の整合用具において、前記マイクロプ
ロセッサ装置が、前記回転関節における前記レーザー・
ビームの前記用具により決定される整合誤差を補正する
ため、前記 レーザー・ビーム発射装置の調整可能部分に対する調整
指令を生じるようプログラムすることができることを特
徴とする整合用具。 ９、請求項１記載の整合用具において、前記の受取られ
たレーザー・ビームを複数のビーム部分に分割するため
の手段を更に設け、以て前記の分割されたビームの一部
は未集束のまま維持し得るが該ビームの他の部分を前記
集束レンズにより集束することができ、前記の受取られ
たレーザー・ビームの角度および運動の両位置が同時に
監視することができることを特徴とする整合用具。 １０、請求項１記載の整合用具において、決定された運
動および角度の誤差を補正するため、前記レーザー・ビ
ーム発射装置に対する補正調整を自動的に実現するため
の手段を更に設けることを特徴とする整合用具。 １１、レーザー・ビームを発射するための少なくとも１
つの回転自在な光学系を備えたレーザー・ビーム発射装
置の回転関節におけるレーザー・ビームの角度および運
動の両位置の整合の際使用される用具において、 （ａ）レーザー・ビームを受取る手段を有する用具シャ
シーを設け、前記レーザー・ビームは前記用具により受
取られる前に、レーザー・ビーム軸心に沿って指向され
、 （ｂ）前記回転自在な部分に通常取付けられる回転自在
な光学系の代りに、整合されるレーザー・ビーム発射装
置の回転関節の回転可能部分に前記用具シャシーを前記
関節の周囲で回転できるように支持する手段と、 （ｃ）前記用具の前記手段の回転関節の周囲における回
転中２次元の座標系に対して受取られたレーザー・ビー
ムの方位位置を監視するための少なくとも１つの感光セ
ンサと、 （ｄ）前記の受取られたレーザー・ビームの運動偏差が
集束ビームから取除かれるように前記受取られたレーザ
ー・ビームの少なくとも一部を集束するため前記シャシ
ーに載置されるレーザー・ビーム集束レンズとを設け、
これにより前記監視装置と関連して、前記集束レンズを
通つた時前記受取られたレーザー・ビームの角度の 方位が切離されて監視でき、前記受取られたレーザー・
ビームが前記集束レンズにより 集束されない時は該受取られたレーザー・ビームの運動
位置が監視でき、該レーザー・ビームの運動および角度
の両誤差が決定できるようになり、 （ｅ）前記の少なくとも１つの感光センサからビームの
位置のデータを収集し、前記レーザー・ビーム発射装置
に対する調整指令の決定を容易にして、前記用具により
決定される前記回転関節における前記レーザー・ビーム
の角度および運動の位置誤差を補正するためのデータ取
得手段を設けてなることを特徴とする用具。 １２、請求項１１記載の整合用具において、前記レーザ
ー・ビーム集束レンズが、前記の受取られたレーザー・
ビームを集束する作動位置と、該受取られたレーザー・
ビームが集束されない状態のままである非作動位置との
間で 選択的に運動自在であることを特徴とする整合用具。 １３、請求項１１記載の整合用具において、前記受取ら
れたレーザー・ビームの強さを減衰 する少なくとも１つのレーザー・ビーム・ フィルタ装置を更に設けることを特徴とする整合用具。 １４、請求項１１記載の整合用具において、前記データ
取得手段が少なくとも１つのオッシロスコープを有する
ことを特徴とする整合 用具。 １５、請求項１１記載の整合用具において、前記データ
取得手段が、前記の決定された角度および運動の位置誤
差から前記レーザー・ビーム発射装置の調整可能部分に
対する調整指令を自動的に決定することができるマイク
ロプロセッサ装置を含むことを特徴とする整合用具。 １６、請求項１１記載の整合用具において、前記の受取
られたレーザー・ビームを複数のビーム部分に分割する
手段を更に設け、以て該分割ビームの一部が前記集束レ
ンズにより集束することができるが、他の部分は集束さ
れないままに することができ、その結果前記受取られた レーザー・ビームの角度および運動の位置が同時に監視
できるようにすることを特徴とする整合用具。 １７、請求項１１記載の整合用具において、前記レーザ
ー・ビーム発射装置の調整可能部分に対する補正の調整
を自動的に実現して決定 された運動および角度の誤差に対する補正を行なう手段
を更に設けることを特徴とする整合用具。 １８、請求項１７記載の整合用具において、補正の調整
を自動的に実現する前記手段が、前記 レーザー・ビーム発射装置内部の前記回転関節に対し前
記レーザー・ビームを指向するための少なくとも１つの
光学系を調整する少なくとも１つのサーボ機構を含み、
該サーボ機構は調整指令に自動的に応答することを特徴
とする整合用具。 １９、レーザー・ビームを発射するための少なくとも１
つの回転自在な光学系を特徴とするレーザー・ビーム発
射装置の回転関節におけるレーザー・ビームの角度およ
び運動の両位置を自動的に整合するための用具において
、 （ａ）前記回転関節の周囲に回転するように通常取付け
られる回転自在な光学系の代りに、レーザー・ビーム発
射装置の回転関節の回転可能部分に前記用具を取付ける
手段を備えた用具シャシーと、 （ｂ）２次元の座標系に対する受取られた レーザー・ビームの位置を監視するための 少なくとも１つの感光センサと、 （ｃ）該感光センサに対して前記受取られたレーザー・
ビームの少なくとも一部を集束する手段とを設け、以て
前記の受止められたビームの角度の方位が切離されて監
視できるように前記レーザー・ビームの運動偏差が前記
集束ビームから取除かれるが、該受取られたビームが前
記集束手段により集束されない時は前記受取られたビー
ムの運動位置が監視できるようになり、 （ｄ）前記感光センサにより監視される位置のデータを
収集し、前記レーザー・ビーム発射装置の特定の調整自
在な部分に対して必要な調整指令を自動的に決定して、
前記回転関節における前記レーザー・ビームの角度およ
び運動の位置誤差を補正するためのデータ取得手段と、 （ｅ）前記レーザー・ビーム発射装置の少なくとも１つ
の調整自在なレーザー・ビーム光学系に対する前記の補
正用調整指令を自動的に実現する手段とを設け、該実現
手段は、前記データ取得手段から前記調整指令を受取る
通信手段と、前記光学系を調整するための少なくとも１
つのサーボ機構手段とを含むことを特徴とする用具。 ２０、請求項１９記載の整合用具において、前記レーザ
ー・ビーム集束レンズが、前記受取 られたレーザー・ビームを集束する作動位置と、該受取
られたレーザー・ビームが集束されないままの状態であ
る非作動位置との間で 選択的に運動自在であることを特徴とする整合用具。 ２１、請求項１９記載の整合用具において、前記データ
取得装置がマイクロプロセッサ装置であることを特徴と
する整合用具。 ２２、請求項１９記載の整合用具において、前記受取ら
れたレーザー・ビームを複数のビーム部分に分割する手
段を更に設け、以て該分割ビームの一部は前記集束レン
ズにより集束することができるが、他の部分は集束され
ないままの状態にすることができ、前記受取られたレー
ザー・ビームの角度および運動の両位置を同時に監視す
ることができるようになることを特徴とする整合用具。 ２３、レーザー・ビーム発射装置内部のレーザー・ビー
ムを検出するため１つ以上の回転自在なレーザー光学系
を備えたレーザー・ビーム発射装置の回転関節における
レーザー・ビーム の角度および運動の両位置を整合する方法において、 （ａ）整合されるレーザー・ビーム発射装置の回転関節
の回転可能部分に整合用具を載置するステップを有し、
該整合用具は前記レーザー・ビームを受取る手段と、前
記回転関節周囲の前記用具の回転運動中２次元座標系に
対する受取られたレーザー・ビームの位置を監視する手
段と、前記受取られたレーザー・ビームの運動の偏差が
集束されるビームから取除かれるように該受取られたレ
ーザー・ビームの少なくとも一部を集束するレーザー・
ビーム集束レンズとを含み、 （ｂ）前記回転可能部分に取付けられた前記整合用具に
より受取られる前記レーザー・ビームの少なくとも一部
を、前記集束レンズを通り該レーザー・ビームの位置を
監視する前記手段に対して集束し、 （ｃ）前記集束されたレーザー・ビームの角度偏差を決
定するため前記監視手段に対して 集束されたビームを監視する間、前記回転関節の回転可
能部分により前記整合用具を回転 させ、 （ｄ）前記レーザー・ビーム発射装置の１つ以上の光学
系を調整して監視された前記角度偏差を補正し、 （ｅ）前記レーザー・ビームの位置を監視する前記手段
に対して、集束されない状態で受取られた前記レーザー
・ビームの少なくとも一部を指向させ、 （ｆ）前記監視手段に対する集束されない状態ビームを
監視する間前記回転関節の回転可能部分により前記整合
用具を回転させて、前記集束されないビームの運動偏差
を決定し、 （ｇ）前記レーザー・ビーム発射装置の１つ以上の光学
系を調整して、監視される運動偏差を補正し、 （ｈ）必要に応じて前記ステップ（ｂ）乃至（ｇ）を反
復して、前記回転関節における前記レーザー・ビームの
全ての角度および運動の偏差を実質的に取除くステップ
からなることを特徴とする方法。 ２４、請求項２３記載の方法において、前記集束ステッ
プ、および角度偏差に対する決定および調整量の補正が
最初に完了し、監視手段に対する集束されないレーザー
・ビームの指向ステップを行なうことができるように、
前記用具内で受取られたレーザー・ビームのビーム経路
の外側の位置へ前記集束レンズを移動するステップを更
に含むことを特徴とする方法。 ２５、請求項２４記載の方法において、前記の受取られ
たレーザー・ビームを集束するステップが反復できるよ
うに、前記集束レンズをその元の位置に戻すステップを
更に含むことを特徴とする方法。 ２６、請求項２３記載の方法において、前記受取られた
レーザー・ビームの一部が前記集束レンズを通って監視
手段に対して集束することができるが、他の部分は監視
手段に対して集束されない状態で指向することができる
ように、前記受取られたレーザー・ビームを２つ以上の
部分に分割して、運動および角度の両位置を同時に監視
することができるようにするステップを更に含むことを
特徴とする方法。[Claims] 1. A tool for use in aligning both the angular and motion positions of a laser beam at a rotary joint of a laser beam emitting device having one or more rotatable laser optical systems, comprising: (a) providing a tool chassis having means for receiving a laser beam, the laser beam being directed along a laser beam axis toward the revolute joint of the laser beam emitting device and the receiving means; b) means for attaching said implement chassis to a rotating part of a revolute joint of said laser beam emitting device to be aligned, said attachment means said rotation of said chassis so that said chassis can rotate about said joint; (c) means for monitoring the position of the received laser beam with respect to a two-dimensional coordinate system during rotation of said tool; and (d) said received laser beam. a laser beam focusing lens for focusing at least a portion of the received laser beam such that motion deviations from the laser beam are removed from the focused beam, and in conjunction with said monitoring means, said focusing lens The angular orientation of the received laser beam when passed is separated and monitored, and the position of the movement of the received laser beam when not focused by the focusing lens can be monitored; An alignment tool, characterized in that it makes it possible to determine motion and angular errors in the laser beam. 2. The alignment tool according to claim 1, wherein the laser
a beam focusing lens is selectively movable between an actuated position in which it focuses at least a portion of said received laser beam and an inoperative position in which it does not focus said laser beam; Alignment tools. 3. The alignment tool of claim 1 further comprising at least one laser beam filtering device for attenuating the intensity of said received laser beam. 4. Alignment tool according to claim 1, characterized in that said monitoring means comprises at least one oscilloscope. 5. The alignment tool of claim 1, wherein said monitoring means includes a monitoring screen located within said chassis at a predetermined distance from said focusing lens. 6. The alignment tool of claim 1, wherein said monitoring means includes a data acquisition device for monitoring the angular and motional position of the laser beam, said acquisition means detecting alignment errors of said received laser beam. An alignment tool characterized in that the alignment error can be determined to facilitate correction of the alignment error. 7. An alignment tool according to claim 6, characterized in that said data acquisition device is a microprocessor means. 8. The alignment tool of claim 7, wherein the microprocessor device controls the laser beam at the revolute joint.
An alignment tool, characterized in that it can be programmed to generate adjustment commands to an adjustable portion of the laser beam emitting device to correct alignment errors determined by the tool of the beam. 9. The alignment device of claim 1 further comprising means for splitting said received laser beam into a plurality of beam portions, such that a portion of said split beam remains unfocused. Alignment tool characterized in that both the angular and movement position of the received laser beam can be monitored simultaneously, while the other part of the beam can be focused by the focusing lens. 10. The alignment tool according to claim 1, characterized in that it further comprises means for automatically realizing corrective adjustments to the laser beam emitting device in order to correct the determined motion and angular errors. Alignment tools. 11. At least one for emitting a laser beam
A device used in adjusting both the angular and motion positions of a laser beam at a rotary joint of a laser beam emitting device having two rotatable optical systems, including: (a) a device having means for receiving the laser beam; a chassis, wherein the laser beam is directed along a laser beam axis before being received by the tool; (b) an alignment system is provided in place of a rotatable optical system normally mounted on the rotatable part; (c) means for supporting said implement chassis in a rotatable portion of said revolute joint of said implement for rotation about said joint; (c) during rotation of said means of said implement about said revolute joint; at least one photosensitive sensor for monitoring the azimuth position of the received laser beam with respect to a dimensional coordinate system; and (d) such that motion deviations of the received laser beam are removed from the focused beam. a laser beam focusing lens mounted on the chassis for focusing at least a portion of the received laser beam;
This, in conjunction with the monitoring device, allows the angular orientation of the received laser beam to be isolated and monitored when passing through the focusing lens;
(e) the at least one of said collecting beam position data from a photosensitive sensor to facilitate determining adjustment commands for the laser beam emitting device to account for position errors in the angular and motion of the laser beam at the revolute joint as determined by the tool; A tool characterized by being provided with data acquisition means for correction. 12. The alignment tool of claim 11, wherein the laser beam focusing lens
an actuation position that focuses the beam and the received laser beam;
An alignment tool characterized in that it is selectively movable to and from an inoperative position in which the beam remains unfocused. 13. The alignment tool of claim 11 further comprising at least one laser beam filter device for attenuating the intensity of the received laser beam. 14. The alignment tool of claim 11, wherein the data acquisition means comprises at least one oscilloscope. 15. The alignment tool of claim 11, wherein the data acquisition means automatically determines adjustment commands for the adjustable portion of the laser beam emitting device from the determined angular and motion position errors. 1. A matching tool characterized in that it includes a microprocessor device capable of processing. 16. The alignment tool of claim 11, further comprising means for splitting said received laser beam into a plurality of beam portions, such that a portion of said split beam can be focused by said focusing lens. but other parts can be left unfocused, so that the angle and movement position of the received laser beam can be monitored simultaneously. 17. The alignment tool of claim 11, further comprising means for automatically effecting correction adjustments to the adjustable portion of the laser beam emitting device to compensate for determined motion and angular errors. Features matching tools. 18. The alignment tool of claim 17, wherein said means for automatically effectuating correction adjustments comprises at least one optic for directing said laser beam to said revolute joint within said laser beam emitting device. including at least one servomechanism for regulating the system;
An alignment tool characterized in that the servomechanism automatically responds to adjustment commands. 19. At least one for emitting a laser beam
A device for automatically aligning both the angular and motion positions of a laser beam at a revolute joint of a laser beam emitting device, characterized by: (a) a rotatable optical system that rotates around said revolute joint; (b) an instrument chassis with means for attaching said instrument to a rotatable part of a revolute joint of a laser beam emitting device in place of the rotatable optics normally mounted thereon; (c) at least one photosensitive sensor for monitoring the position of the received laser beam; (c) at least one photosensitive sensor for monitoring the position of the received laser beam;
means for focusing at least a portion of the beam so that motion deviations of the laser beam are removed from the focused beam so that the angular orientation of the received beam can be isolated and monitored; when the received beam is not focused by the focusing means, the moving position of the received beam can be monitored; (d) collecting data of the position monitored by the photosensitive sensor; - Automatically determine the necessary adjustment commands for specific adjustable parts of the beam launcher,
(e) data acquisition means for correcting angular and motion position errors of the laser beam at the revolute joint; and (e) said correction for at least one adjustable laser beam optics of the laser beam emitting device. means for automatically realizing an adjustment command for adjusting the optical system; the realizing means includes a communication means for receiving the adjustment command from the data acquisition means;
and two servomechanism means. 20. The alignment tool of claim 19, wherein the laser beam focusing lens has an operative position in which the received laser beam is focused and an inoperative position in which the received laser beam remains unfocused. An alignment tool characterized by being selectively movable between positions. 21. The alignment tool according to claim 19, wherein the data acquisition device is a microprocessor device. 22. The alignment tool of claim 19, further comprising means for splitting the received laser beam into a plurality of beam portions, a portion of which may be focused by the focusing lens. , other parts can be left unfocused, making it possible to simultaneously monitor both the angular and motion position of the received laser beam. 23. Aligning both the angular and motion positions of the laser beam at the rotary joint of a laser beam emitting device with one or more rotatable laser optical systems for detecting the laser beam inside the laser beam emitting device (a) placing an alignment tool on a rotatable portion of a revolute joint of a laser beam emitting device to be aligned;
The alignment tool includes means for receiving the laser beam; means for monitoring the position of the received laser beam relative to a two-dimensional coordinate system during rotational movement of the tool about the revolute joint; a laser beam that focuses at least a portion of the received laser beam such that deviations in the motion of the laser beam are removed from the focused beam;
(b) said means for directing at least a portion of said laser beam received by said alignment tool mounted on said rotatable portion through said focusing lens to monitor the position of said laser beam; (c) directing said alignment tool by a rotatable portion of said revolute joint while monitoring said focused beam relative to said monitoring means to determine an angular deviation of said focused laser beam; (d) adjusting one or more optics of the laser beam emitting device to correct the monitored angular deviation; and (e) relative to the means for monitoring the position of the laser beam. directing at least a portion of the received unfocused laser beam; (f) rotating the alignment tool by a rotatable portion of the revolute joint while monitoring the unfocused beam to the monitoring means; , determining a motion deviation of the unfocused beam; (g) adjusting one or more optics of the laser beam emitting device to correct for the monitored motion deviation; and (h) optionally determining the motion deviation of the unfocused beam. A method comprising repeating steps (b) to (g) to substantially eliminate all angular and motion deviations of the laser beam at the revolute joint. 24. The method of claim 23, wherein the focusing step and the correction of the determination and adjustment amount for angular deviations are first completed so that the step of directing the unfocused laser beam to the monitoring means can be carried out.
A method further comprising the step of moving the focusing lens to a position outside the beam path of a laser beam received within the tool. 25. The method of claim 24 further comprising the step of returning the focusing lens to its original position so that the step of focusing the received laser beam can be repeated. 26. The method of claim 23, wherein a portion of the received laser beam may be focused through the focusing lens onto a monitoring means, while another portion is not focused onto the monitoring means. the received laser beam into two or more portions so that both motion and angular position can be monitored simultaneously. How to characterize it.
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